MODELACIÓN HIDROGEOLÓGICA CUENCA ITATA-BAJO, REGIÓN DEL BIOBÍO

Transcripción

1 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DIVISIÓN DE ESTUDIOS Y PLANIFICACIÓN MODELACIÓN HIDROGEOLÓGICA CUENCA ITATA-BAJO, REGIÓN DEL BIOBÍO REALIZADO POR: AQUALOGY MEDIOAMBIENTE CHILE S.A. S.I.T. N 320 Santiago, Noviembre 2013 i

2 MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS Ministra de Obras Públicas Sra. Loreto Silva Rojas Director General de Aguas Sr. Francisco Echeverría Ellsworth Jefe de División de Estudios y Planificación Sr. Adrián Lillo Zenteno Inspector Fiscal Sr. Juan Carlos Salgado González AQUALOGY MEDIOAMBIENTE CHILE S.A. Jefa de Proyecto María Angélica Alegría Calvo Ing. Civil Hidráulica Director Técnico Eduardo Lupiani Moreno Hidrogeólogo Experto en modelación matemática Alberto Barrera García Hidrogeólogo Profesionales de terreno Beatriz Salas Martínez (Geóloga) Berta Morales González (Geóloga) Alejandro Vázquez González (Ing. Topógrafo) Carlos Gata Maya (Geofísico) Experto en SIG Jorge Mena Gutiérrez Geógrafo 2

3 ÍNDICE 0. RESUMEN INTRODUCCIÓN OBJETIVOS Y ALCANCE ESTRUCTURA DEL EL ACUÍFERO DEL ITATA BAJO EL ESTUDIO REALIZADO DESCRIPCIÓN DE LA CUENCA DEL RÍO ITATA CLIMA GEOMORFOLOGÍA SUELOS DEFINICIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO RECOPILACIÓN Y ANÁLISIS DE ANTECEDENTES CARACTERIZACIÓN HIDROLÓGICA DESCRIPCIÓN DE LA RED DE DRENAJE DEFINICIÓN DE CUENCAS RED FLUVIOMÉTRICA TRATAMIENTO DE REGISTROS FLUVIOMÉTRICOS CORRECCIÓN DE ESTADÍSTICA RELLENO Y EXTENSIÓN DE ESTADÍSTICAS CARACTERIZACIÓN DEL RÉGIMEN HIDROLÓGICO PRECIPITACIÓN BRUTA HIPSOMETRÍA PERFIL DE PRECIPITACIONES GEOLOGÍA Y FORMACIONES PERMEABLES MARCO GEOLÓGICO GENERAL ESTRATIGRAFÍA COLUMNAS DE SONDEOS DISPONIBLES FORMACIONES PERMEABLES ESTUDIO DE PROSPECCIÓN GEOFÍSICA INTRODUCCIÓN ELECCIÓN DEL MÉTODO DE PROSPECCIÓN GEOFÍSICA METODOLOGÍA E INSTRUMENTACIÓN CAMPAÑA DE TERRENO PROCESADO E INVERSIÓN DE DATOS RESULTADOS CARACTERIZACIÓN HIDROGEOLÓGICA Y MODELO CONCEPTUAL CARACTERIZACIÓN DEL ACUÍFERO FORMACIONES PERMEABLES GEOMETRÍA DEL ACUÍFERO LÍMITES DEL SISTEMA PARÁMETROS ELÁSTICOS RECOPILACIÓN DE PARÁMETROS ELÁSTICOS

4 CÁLCULO DE PARÁMETROS ELÁSTICOS PARÁMETROS ELÁSTICOS OBTENIDOS TRABAJO DE TERRENO CATRASTO DE CAPTACIONES SUBTERRÁNEAS IDENTIFICACIÓN DE LOS PUNTOS DE AGUA CATASTRADOS CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LOS POZOS CATASTRADOS CAMPAÑA DE PIEZOMETRÍA CAMPAÑA DE CALIDAD DE AGUAS CAMPAÑA DE AFOROS CATASTRO DE LA DEMANDA AGRÍCOLA, MINERA, SANITARIA E INDUSTRIAL EQUIPOTENCIALES Y FLUJOS DE AGUA SUBTERRÁNEA BALANCE HÍDRICO ENTRADAS SALIDAS BALANCE MODELO NUMÉRICO DEL ACUÍFERO DISCRETIZACIÓN Y MALLADO DEL MODELO GEOMETRÍA DEL MODELO PARÁMETROS ELÁSTICOS CONDICIONES DE CONTORNO BORDES RÍOS RECARGA EXTRACCIONES POR BOMBEO PUNTOS DE OBSERVACIÓN EJECUCIÓN DEL MODELO CALIBRACIÓN DEL MODELO RESULTADOS OBTENIDOS. ESCENARIOS ESCENARIO 1. SITUACIÓN ACTUAL ESCENARIO 2. SITUACIÓN EN REGIMEN NATURAL ESCENARIO 3. SITUACIÓN CRÍTICA SIN PRECIPITACIONES ESCENARIO 4. SITUACIÓN DE AFECCIÓN AL SISTEMA SUPERFICIAL ESCENARIO 5. SITUACIÓN DE AFECCIÓN A MÁS DEL 5% DE LA DEMANDA ESCENARIO 6. SITUACIÓN DE AFECCIÓN A MÁS DEL 5% DE LAS CAPTACIONES DEL ACUÍFERO ESCENARIO 7. SUSTENTABILIDAD FUTURA CON INCREMENTO DE LA DEMANDA PROPUESTA DE RED DE MONITOREO CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES FINALES CONCLUSIONES RECOMENDACIONES

5 PLANOS 1 Y 2. UBICACIÓN DE LOS PUNTOS INVESTIGADOS MEDIANTE GEOFÍSICA LÁMINAS 1. INTERPRETACIÓN GEOFÍSICA LÁMINAS 2. REPORTAJE FOTOGRÁFICO DE LA PROSPECCIÓN GEOFÍSICA ANEXO 1. FICHAS DE TERRENO ANEXO 2. TABLAS DE TERRENO ANEXO 3. RESULTADOS ANÁLISIS DE LABORATORIO ANEXO 4. RESULTADOS CAMPAÑA DE AFOROS 5

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7 ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1. Ubicación de la zona de estudio Figura 2. Diagrama climático. Fuente: Cade-Idepe (2004) Figura 3. Área de estudio Figura 4. Esquema general de subcuencas Figura 5. Estaciones fluviométricas cuenca Itata Figura 6. Estaciones fluviométricas utilizadas en el Estudio Figura 7. Esquema del río Itata y afluentes Figura 8. Curva estacional Estación Río Itata en Nueva Aldea Figura 9. Autocorrelograma Estación Río Itata en Nueva Aldea Figura 10. Curva estacional Estación Río Itata en Coelemu Figura 11. Autocorrelograma Estación Río Itata en Coelemu Figura 12. Hipsometría Itata Superior (control Itata en Nueva Aldea) Figura 13. Hipsometría Itata Inferior (desembocadura del Itata) Figura 14. Hipsometría Lonquén Figura 15. Estaciones Meteorológicas Figura 16. Gradiente de precipitaciones total de estaciones meteorológicas Figura 17. Gradiente de precipitaciones eliminando outliers Figura 18. Dominios morfoestructurales de la zona central de Chile. Modificado de Sernageomin (2000) Figura 19. Geomorfología de la región del Biobío. Fuente: Cartografía MOPIT Figura 20. Geología de la zona de Estudio Figura 21. Columna litológica del piezómetro # Figura 22. Columna litológica del piezómetro # Figura 23. Distribución de cuadripolos para un dispositivo simétrico de prospección geoeléctrica Figura 24. Relación de la resistividad aparente con el posicionamiento del cuadripolo y los valores obtenidos de intensidad I y diferencia de potencial V Figura 25. Inversión de sondeo eléctrico vertical SEV Figura 26. Equipo geoeléctrico Syscal R1 Plus SW72 (Iris Instruments) Figura 27. Correlación entre piezómetro #6 y SEV nº Figura 28. Ubicación de los SEV 43 y 44 y del sondaje Figura 29. Correlación entre los SEV 43 y 44 y el sondaje Figura 30. Topografía superficial Figura 31. Basamento del acuífero Itata Bajo Figura 32. Perfil Figura 33. Perfil Figura 34. Perfil Figura 35. Perfil Figura 36. Perfil Figura 37. Perfil Figura 38. Perfil Figura 39. Perfil Figura 40. Perfil Figura 41. Límites del sistema Itata-bajo Figura 42. Interpretación de la prueba de gasto constante del pozo ND

8 Figura 43. Interpretación de la prueba de gasto constante del pozo ND Figura 44. Interpretación de la prueba de gasto constante del pozo ND Figura 45. Interpretación de la prueba de gasto constante del pozo ND Figura 46. Interpretación de la prueba de gasto constante del pozo ND Figura 47. Interpretación de la prueba de gasto constante del pozo ND Figura 48. Interpretación de la prueba de gasto constante del pozo ND Figura 49. Interpretación de la prueba de gasto constante del pozo ND Figura 50. Interpretación de la prueba de gasto constante del pozo ND Figura 51. Distribución geográfica de las captaciones catastradas Figura 52. Caudales de explotación catastrados Figura 53. Campaña de calidad química in-situ Figura 54. Diagrama de Piper de en muestras de agua subterránea Figura 55. Diagrama de Piper de en muestras de agua superficial Figura 56. Diagrama de Schoeller-Berkaloff Figura 57. Ubicación puntos de aforo Figura 58. Caudales medidos, río Itata Figura 59. Caudales medidos, río Lonquén Figura 60. Relación río-acuífero según aforos realizados Figura 61. Mapa de equipotenciales y direcciones de flujo Figura 62. Subcuencas aportantes a Itata-bajo Figura 63. Clasificación de usos del suelo. Elaboración propia a partir de información facilitada por la CNR Figura 64. Clasificación de pendientes Figura 65. Clasificación en grupos de suelo Figura 66. Clasificación del umbral de escorrentía Figura 67. Límites del sistema Itata-bajo Figura 68. Diferencia entre caudal aforado en estación de Itata en Coelemu e Itata en Paso Hondo Figura 69. Imagen satelital del área de desembocadura del río Itata Figura 70. Mallado y celdas activas del modelo Figura 71. Topografía introducida en el modelo Figura 72. Basamento introducido en el modelo Figura 73. Distribución de la permeabilidad Kx en el acuífero Itata bajo Figura 74. Distribución de la permeabilidad Kz en el acuífero Itata bajo. 157 Figura 75. Asignación de celdas de nivel constante en el acuífero Itata Bajo Figura 75. Pozos de inyección en sector Coelemú Figura 76. Asignación de celdas tipo rio (River) en el acuífero Itata Bajo. 160 Figura 77. Puntos de observación utilizados para la calibración en el acuífero Itata Bajo Figura 78. Niveles calculados frente a observados en el modelo del acuífero

9 Figura 79. Niveles calculados en el modelo del acuífero Itata Bajo Figura 80. Niveles calculados en el modelo del acuífero Itata Bajo (pantalla MODFLOW) Figura 81. Balance hídrico simulado Figura 82. Niveles calculados en el modelo del acuífero Itata Bajo para la situación de Régimen Natural Figura 83. Gráfico de balance hídrico en régimen natural Figura 84. Distribución de pozos en el acuífero Itata Bajo para la situación crítica sin precipitación Figura 85. Niveles calculados en el modelo del acuífero Itata Bajo para la situación crítica sin precipitación Figura 86. Gráfico de balance hídrico en situación crítica sin precipitaciones Figura 87. Distribución de los pozos de bombeo para el escenario Figura 88. Niveles calculados en el modelo del acuífero Itata Bajo para el escenario 4 con coeficiente de explotación de Figura 89. Celdas secas en el escenario 4 con coeficiente de explotación de Figura 90. Celdas secas en el escenario 4 con coeficiente de explotación de Figura 91. Niveles calculados y secado de celdas para el escenario 4 con coeficiente de explotación de Figura 92. Isopiezas calculadas para escenario 5 suponiendo explotación de derechos constituidos y en trámite al 100% Figura 93. Isopiezas calculadas para escenario 5 suponiendo explotación de derechos constituidos al 100% Figura 94. Isopiezas calculadas para escenario 5 suponiendo explotación de derechos constituidos al 50% Figura 95. Isopiezas calculadas para escenario 5 suponiendo explotación de derechos constituidos al 25% Figura 96. Isopiezas calculadas para escenario 5 suponiendo explotación de derechos constituidos al 18.5% Figura 97. Isopiezas calculadas para escenario 5 suponiendo explotación de derechos constituidos al 17% Figura 98. Demanda impuesta frente a abastecida en el acuífero según escenario Figura 99. Demanda impuesta frente a abastecida en cuencas según escenario Figura 100. Isopiezas obtenidas para una explotación del 15% de los derechos constituidos Figura 101. Afección de las captaciones en función del coeficiente de explotación de las captaciones con derechos en el acuífero Figura 102. Evolución del nivel en las captaciones con derechos otorgados, suponiendo una extracción de los caudales otorgados Figura 103. Evolución del nivel en las captaciones con derechos otorgados, suponiendo una extracción del 17,7% de los caudales otorgados Figura 104. Niveles simulados al final del periodo (50 años), suponiendo una extracción del 17,7% de los caudales otorgados Figura 105. Red monitoreo propuesta

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11 ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1. Recopilación de estudios Tabla 2. Áreas de las cuencas de estudio Tabla 3. Estaciones fluviométricas Tabla 4. Valores anómalos (outliers) Tabla 5. Estación río Itata en Nueva Aldea (m 3 /s) Tabla 6. Estación río Itata en Coelemu (m 3 /s) Tabla 7. Estación río Itata en Paso Hondo (m 3 /s) Tabla 8. Estación Río Lonquén (m 3 /s) Tabla 9. Curva estacional Estación Río Itata en Nueva Aldea (m 3 /s) Tabla 10. Estaciones meteorológicas consideradas Tabla 11. Precipitación bruta cuenca Lonquén Tabla 12. Precipitación bruta cuenca Itata Inferior Tabla 13. Precipitación bruta cuenca Itata Superior Tabla 14. Expedientes con registros litológicos en la zona de estudio Tabla 15. Registros litológicos en la zona de estudio Tabla 16. Información sobre los SEVs realizados durante el mes de Julio de Tabla 17. Resultados de la campaña geofísica Tabla 18. Transmisividad del acuífero Itata Bajo. Fuente: Estudio hidrogeológico Itata y Biobío. AQUATERRA INGENIEROS LTDA Tabla 19. Prueba de gasto constante expte. ND Tabla 20. Prueba de gasto constante expte. ND Tabla 21. Parámetros elásticos obtenidos Tabla 22. Campaña de piezometría Tabla 23. Calidad química in-situ Tabla 24. Muestras tomadas para análisis en laboratorio de elementos mayoritarios Tabla 25. Localización de los puntos aforados Tabla 26. Profundidad de mediciones puntuales de velocidad Tabla 27. Aforos, fechas y emplazamientos Tabla 28. Resultados mediciones de caudal, Ríos Itata y Lonquén Tabla 29. Estimación del umbral de escorrentía Tabla 30. Grupos de suelo Tabla 31. Umbral de escorrentía por subcuenca Tabla 32. Características de los suelos en la zona de estudio Tabla 33. Resultados obtenidos para la recarga por infiltración directa en acuífero y subcuencas aportantes según balance hidrometeorológico realizado Tabla 34. Recarga por entradas subterráneas Tabla 35. Entradas al sistema Itata-bajo Tabla 36. Balance hídrico del sistema Itata-bajo Tabla 37. Balance hídrico cuencas aportantes

12 Tabla 38. Puntos de observación y nivel Tabla 39. Balance hídrico simulado (periodo agosto 2013) Tabla 40. Recarga por precipitación en régimen natural Tabla 41. Balance hídrico en Régimen Natural en el acuífero Tabla 42. Balance hídrico en Régimen Natural en cuencas aportantes Tabla 43. Caudal de derechos aprobados y en trámite en acuífero y cuencas Tabla 44. Distribución de derechos por subcuencas Tabla 45. Balance hídrico en el acuífero para la situación crítica Tabla 46. Balance hídrico en subcuencas para Escenario 4 y coeficiente de explotación Tabla 47. Balance hídrico en el acuífero según escenario 4 y coeficiente de explotación Tabla 48. Balance hídrico en subcuencas para Escenario 4 y coeficiente de explotación Tabla 49. Balance hídrico en el acuífero según escenario 4 y coeficiente de explotación Tabla 50. Balance hídrico en subcuencas para Escenario 4 y coeficiente de explotación Tabla 51. Balance hídrico en el acuífero según escenario 4 y coeficiente de explotación Tabla 52. Balance hídrico en subcuencas para Escenario 4 y coeficiente de explotación Tabla 53. Balance hídrico en el acuífero según escenario 4 y coeficiente de explotación Tabla 54. Balance hídrico en subcuencas para Escenario 5 y explotación al 100% en derechos constituidos y en trámite Tabla 55. Balance hídrico en el acuífero según escenario 5 y explotación al 100% de derechos constituidos y en trámite Tabla 56. Balance hídrico en subcuencas para Escenario 5 y explotación al 100% en derechos constituidos Tabla 57. Balance hídrico en el acuífero según escenario 5 y explotación al 100% de derechos constituidos Tabla 58. Balance hídrico en subcuencas para Escenario 5 y explotación al 50% en derechos constituidos Tabla 59. Balance hídrico en el acuífero según escenario 5 y explotación al 50% de derechos constituidos Tabla 60. Balance hídrico en subcuencas para Escenario 5 y explotación al 25% en derechos constituidos Tabla 61. Balance hídrico en el acuífero según escenario 5 y explotación al 25% de derechos constituidos Tabla 62. Balance hídrico en subcuencas para Escenario 5 y explotación al 17% en derechos constituidos

13 Tabla 63. Balance hídrico en el acuífero según escenario 5 y explotación al 17% de derechos constituidos Tabla 64. Balance hídrico en subcuencas para Escenario 6 y coeficiente de explotación 0.15 de derechos constituidos Tabla 65. Balance hídrico en el acuífero según escenario 6 y coeficiente de explotación Tabla 66. Puntos de monitoreo de nivel y calidad propuestos (WGS84 18S)

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15 0. RESUMEN El presente estudio, desarrollado por AQUALOGY, consistió en un levantamiento hidrogeológico que permitió la conceptualización de y posterior modelación matemática del acuífero del Itata Bajo. El estudio consistió en la definición geométrica del acuífero, la determinación de disponibilidad y uso del agua, el análisis de la calidad química y la determinación del funcionamiento hidrogeológico de los sistemas en su conjunto. Como producto final se elaboró un modelo conceptual y el correspondiente modelo numérico del señalado acuífero en régimen estacionario, que incorporó las actividades y resultados obtenidos en todo el estudio. Los principales resultados obtenidos han sido los siguientes: o o o o o o Definición geométrica del acuífero (antecedentes y geofísica realizada). Disponibilidad hídrica del acuífero y cuencas aportantes (balance hídrico sectorizado). Caracterización de la calidad química (muestreo de calidad). Determinación del uso del agua (catastro). Definición de las equipotenciales y flujos de agua subterránea (campaña de piezometría). Simulación del comportamiento hidrogeológico y simulación de escenarios (modelo numérico). Asimismo, en el presente estudio, a los efectos de ofrecer una herramienta de gestión lo más funcional posible para las labores propias de la Dirección General de Aguas, el balance hídrico realizado ha sido sectorizado por cuencas aportantes, que a su vez dependen de la aportación al sistema acuífero Itata bajo, pudiendo de esta forma conocer la recarga de cada subcuenca dentro del conjunto y cómo afectaría tanto a la cuenca como al acuífero Itata Bajo la incorporación de nuevas extracciones en la zona de estudio. 15

16 Desde el punto de vista hidrológico, el acuífero Itata Bajo presenta un comportamiento próximo al régimen natural, con gran influencia del río Itata en prácticamente toda la extensión del acuífero. La explotación del acuífero es baja en términos de importancia, ya que apenas supone merma al sistema, no obstante, es recomendable que este factor sea controlado en todo momento debido al posible crecimiento de la demanda hídrica. El sistema presenta entradas por l/s en invierno, cuyo componente principal es la recarga lateral de cuencas aportantes. De total del caudal de entrada, casi todo vuelve al sistema superficial a través de afloramientos, y tan solo 133 l/s salen del sistema en forma subterránea hacia el mar. Desde el punto de visto de derechos constituidos y en trámite, los escenarios simulados reflejan los siguientes límites a tener en cuenta: o Afección al sistema superficial: En este caso los derechos constituidos así como los derechos en trámite no ponen en riesgo una afección al sistema superficial. o Afección a más del 5% de la demanda: teniendo en cuenta la disposición y caudales de derechos constituidos, el coeficiente de explotación de captaciones con derechos constituidos que se podría dar como máximo sería del 18%, lo que supone una demanda global (acuífero y cuencas) de unos 284 l/s. No obstante, se podría dar una explotación mucho mayor redistribuyendo las captaciones por otras zonas del acuífero o separando una de otras. o Afección a más del 5% de las captaciones: al igual que para la afección del 5% de la demanda, atendiendo a la distribución y caudales de derechos otorgados, la explotación máxima que se podría dar para no afectar a más del 5% de las captaciones sería del 15% respecto al caudal de derechos otorgados. o No obstante, en términos de balance hídrico global, el sistema posee recursos muy superiores a los demandados realmente. Como recomendación, para un complemento del estudio y un mejor aprovechamiento a futuro, se recomienda la calibración del modelo en régimen transiente ya que de esta forma los escenarios modelados 16

17 tendrán una fiabilidad mucho mayor a la que se puede obtener tras la calibración en régimen estacionario, y dentro de esta simulación sería conveniente estudiar cómo se podrían redistribuir las captaciones para obtener una mejor planificación futura del aprovechamiento del acuífero sin que suponga afección a la demanda, ni al sistema superficial. Asimismo, para el mejor ajuste y fiabilidad del modelo se recomienda la obtención de una topografía a escala 1:5.000 y una campaña de medición topográfica de precisión en los puntos de nivel observados. 17

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19 1. INTRODUCCIÓN Entre las atribuciones y funciones de la Dirección General de Aguas (DGA) conferidas por el Código de Aguas, Artículo 299, letra a), consta la planificación del desarrollo del recurso en las fuentes naturales, con el fin de formular recomendaciones para su aprovechamiento, por lo que la DGA se ha abocado al estudio continuo de las fuentes de agua a fin de que sean aprovechadas de manera sustentable. Es así como en el norte del país la mayor disponibilidad de agua corresponde a las aguas subterráneas, por lo que los estudios de este recurso se centran principalmente en la hidrogeología. Hacia el centro y el sur del país, en tanto, se basan en la hidrología de las aguas superficiales. Por lo anterior es que, hasta la fecha, el análisis técnico para la determinación de las disponibilidades efectivas de agua subterránea y su posterior balance para la constitución de nuevos derechos de aprovechamiento de aguas subterráneas se ha hecho en base a análisis locales en donde la disponibilidad se ha determinado en cada caso a través de las pruebas de bombeo realizadas en el pozo donde se solicita el derecho, en consideración a que aún existen montos elevados de recarga y una baja explotación de dichos acuíferos, lo que implica que no se han afectado ni los acuíferos ni los derechos existentes en ellos. No obstante lo anterior, y debido a la creciente demanda por derechos de agua subterránea en los acuíferos de la zona Sur de Chile, la Dirección General de Aguas considera necesario el estudio de los mismos, desde el punto de vista de los volúmenes almacenados y disponibles, así como del funcionamiento hidráulico de los mismos, lo que le permitirá a dicho organismo avanzar en la constitución de derechos de aprovechamiento de aguas subterránea de manera sustentable. Por este motivo, se realiza el presente estudio de Modelación Hidrogeológica Cuenca Itata-Bajo, Región del Biobío, que considera: el levantamiento de información hidrogeológica del acuífero de la zona terminal de la cuenca del 19

20 Itata, y el desarrollo de un modelo numérico que represente los flujos del sistema hidrogeológico, priorizando la generación de un modelo conceptual que derive en un modelo numérico más detallado para el acuífero OBJETIVOS Y ALCANCE Para el acuífero de la cuenca del Itata Bajo los alcances son los siguientes: Caracterización de las formaciones acuíferas principales. Sectorización de acuíferos que representen fuentes o unidades de aprovechamiento común. Catastro y estimación de la demanda agrícola, sanitaria, minera e industrial. Estudio de prospección geofísica para determinar la geometría del acuífero. Campaña de terreno para identificar y/o verificar principales zonas de recarga y descarga. Estimación de volúmenes almacenados de los acuíferos y de flujos subterráneos. Estimación de recargas de precipitación, ríos y recargas agrícolas. Desarrollo de una herramienta SIG acorde a las necesidades de visualización regional y local. El SIG que se solicita ocupar y en el cual se recibirá toda la información es ArcGIS 9.x (idealmente 9.3 ó 9.2 o superior). El sistema de coordenadas en el cual se trabajará será UTM WGS84 Huso 19. El formato de las coberturas puede ser shape o geodatabase y de cualquier forma se pueden sumar otros formatos, como imágenes satelitales, coberturas raster, etc., que aporten en el análisis espacial. Formulación de un modelo conceptual que represente el funcionamiento del acuífero. Implementación y calibración de un modelo numérico de aguas subterráneas en régimen permanente, desarrollado en Visual Modflow- Flex. Proposición de una red de monitoreo de niveles y calidad de aguas subterráneas en el acuífero asociado a la zona de estudio. 20

21 1.2. ESTRUCTURA DEL Este informe final incluye en una primera parte una descripción del acuífero en cuanto a sus características de almacenamiento y emplazamiento, de manera de dar una idea descriptiva del tipo y condiciones hidrogeológicas de él. Adicionalmente, se le caracteriza hidrogeológicamente, se define el modelo conceptual y se formula y desarrolla el modelo matemático. Igualmente, se incluye un punto preliminar general acerca de las principales conclusiones y resultados del estudio que permiten contextualizar el desarrollo del informe y su contenido. En cuanto a las etapas desarrolladas, se incluyen las Etapas 1 y 2 anteriores, de revisión de antecedentes, caracterización hidrológica y prospección geofísica (Etapa 1) y la caracterización hidrogeológica y modelo conceptual (Etapa 2), además de Etapa 3 que concluye con el modelo numérico del acuífero, la definición de tres escenarios bajo los cuales correr el modelo y la proposición de una red de monitoreo de niveles y calidad de aguas subterráneas en el acuífero. 21

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23 2. EL ACUÍFERO DEL ITATA BAJO La zona de estudio comprende la cuenca del río Itata Bajo, que abarca desde la confluencia de éste con el río Ñuble hasta su desembocadura en el océano Pacífico. La cuenca está situada al noroeste de la Región del Biobío, caracterizada por ser una zona bajos relieves condicionados por el moldeamiento de la escorrentía superficial. El acuífero Itata Bajo corresponde a los materiales aluviales depositados por los cursos fluviales sobre un basamento intrusivo y metamórfico, tratándose de un acuífero libre, detrítico, con una fuerte relación con el sistema hidrológico superficial, cuyo comportamiento hidráulico se puede considerar prácticamente en régimen natural, ya que la acción antrópica es mínima, con una disponibilidad hídrica excedente. En la figura siguiente se muestra la ubicación del acuífero respecto a la cuenca del Itata Bajo, así como la situación de ésta frente al resto de la cuenca aguas arriba. 23

24 Figura 1. Ubicación de la zona de estudio 24

25 3. EL ESTUDIO REALIZADO El estudio realizado comprende la definición geométrica del acuífero, la determinación de disponibilidad y uso del agua, el análisis de la calidad química y la determinación del funcionamiento hidrogeológico del sistema en su conjunto. De forma adicional, a los efectos de ofrecer una herramienta de gestión lo más adecuada a las necesidades de la Dirección General de Aguas, se ha sectorizado el balance hídrico en subcuencas, de forma que se pueda conocer la disponibilidad hídrica por zonas y la afección que la detracción en alguna de ellas tendría sobre el acuífero Itata Bajo. Como producto final se ha elaborado un modelo numérico del acuífero en régimen estacionario, que incorpora las actividades y resultados obtenidos en todo el estudio. No obstante, para una mejor explotación del modelo, se recomienda la calibración del modelo en régimen transiente. 25

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27 4. DESCRIPCIÓN DE LA CUENCA DEL RÍO ITATA En este capítulo se efectúa la descripción del sistema físico y natural de la cuenca del río Itata, cuenca principal ubicada en la zona norte de la VIII Región, a saber, clima, geomorfología y suelos CLIMA La cuenca del Río Itata se encuentra bajo la influencia de un clima mediterráneo y presenta al menos dos meses consecutivos del período estival con déficit hídrico. En la región mediterránea se distinguen seis tipos de ombroclima (dependiendo de las precipitaciones) según sea la media anual en mm: árido (inferior a 200), semiárido ( ), seco ( ), subhúmedo (600-1,000), húmedo (1,000-1,600), e hiperhúmedo (superior a 1,600). Así, el patrón de variación ombroclimática es el característico para la zona centrosur de Chile en donde las precipitaciones tienden a ser mayores al oeste de ambas cordilleras por el efecto orográfico que ellas ejercen para los frentes húmedos que se aproximan al continente desde el Océano Pacífico, con montos de precipitación que varían en torno a los mm anuales, diferenciándose sectores de ombroclima húmedo y subhúmedo. Sobre la base del régimen pluviométrico y térmico, se distinguen dos tipos bioclimáticos: Mediterráneo pluviestacional - oceánico, que influye en casi toda el área de la cuenca, en que la amplitud térmica anual es inferior a 20ºC. Mediterráneo pluvistacional continental, en los sectores en que la altitud se eleva por sobre los msnm, donde por efecto de la altitud la amplitud térmica anual suele ser superior a 20ºC. La Estación Meteorológica Chillán, considerada como representativa del área en estudio, registra una temperatura promedio anual de 14,08 C, con una 27

28 mínima de 7,6 C y una máxima de 20,56 C. En tanto, la precipitación promedio anual de agua caída es de 1.025,2 mm. En la siguiente figura, se presentan los montos de precipitación y temperaturas medias mensuales registradas por la Estación Meteorológica de Chillán. Figura 2. Diagrama climático. Fuente: Cade-Idepe (2004) 4.2. GEOMORFOLOGÍA La Cuenca del río Itata está comprendida entre los paralelos de Latitud Sur, y los meridianos de Longitud Oeste. La hoya hidrográfica del Itata comprende un área de Km 2 e incluye tres subcuencas (de los ríos Itata, Ñuble y Diguillín). El sector donde se emplaza la cuenca, presenta una morfología de colinas redondeadas, pendientes suaves y cimas amesetadas que alternan con valles de fondos planos y vegas, algunos de bastante amplitud como es el Valle del río Itata. La subcuenca del río Itata cubre una extensión de Km 2. Se origina en la confluencia de los ríos Cholguán y Huépiol, cerca de la estación Cholguán del Ferrocarril Longitudinal Sur, a pocos kilómetros de la ribera norte del río Laja. 28

29 En un recorrido de 82 km con rumbo al NW, hasta su junta con el Ñuble en suconfluencia, recibe sus principales tributarios cuyas cabeceras se encuentran en la zona de montaña. Los más importantes son los ríos Dañicalqui, Diguillín y Larqui. A lo largo de todo este trayecto, el cauce del río Itata presenta terrazas fluviales de escasa amplitud y escurre por medio de un relieve que no presenta grandes diferencias de alturas. Después de su confluencia con el río Ñuble, el Itata desarrolla su curso inferior en el interior de la Cordillera de la Costa. Esta unidad morfoestructural constituye una barrera natural para el desarrollo de las comunicaciones con el interior de la región y sólo a través de los angostos valles de los ríos que la atraviesan, es posible el trazado vial y ferroviario, como es el caso de los valles del Itata y BioBio. Al salir del ámbito precordillerano y enfrentar el Valle Longitudinal, el río Itata da origen a un gran salto de agua, donde es posible apreciar en el talud del terreno los estratos de sedimentos fluvioglaciovolcánicos que dan forma al relleno del Valle Longitudinal. Entre la localidad de Trehuaco y la desembocadura, el río Itata escurre a través de un valle angosto, con pequeñas terrazas fluviales laterales enmarcadas por el colinaje costero y, sólo en su desembocadura se ensancha para dar origen a una amplia playa y barra litoral. Cerca de su desembocadura, en el sector de boca Itata, los bancos de arena obligan a la corriente a extenderse en vegas y su profundidad disminuye SUELOS En el litoral de la cuenca del río Itata se localizan los suelos de praderas costeras sobre terrazas marinas, muy desarrollados, debido a la mayor humedad y precipitación existente. En la Cordillera de la Costa se desarrollan suelos pardo - forestales que han evolucionado sobre rocas graníticas y pizarras metamórficas. Estos suelos se denominan suelos pardo rojizos lateríticos; son suelos de color pardo rojizo, variando a pardo amarillento. 29

30 Su uso principal es la forestación, pero son muy susceptibles a la erosión. Debido a la gran erosión que afecta a los suelos en la cordillera costera, este río sufre un fuerte proceso de embancamiento en su curso inferior y desembocadura. Los suelos pardo no cálcicos se localizan en el Valle Longitudinal; están formados sobre sedimentos aluviales y cenizas volcánicas, son intensamente ocupados por la agricultura y fruticultura de la zona. En la Precordillera Andina, los suelos forestales ocupan una franja de ancho variable hacia el sur de la Región DEFINICIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO Como se dijo, la cuenca del Itata Bajo se encuentra en la zona norte de la Región del Biobío, entre las coordenadas , y , (UTM WGS 84 H19S). 30

31 Figura 3. Área de estudio. Dado que el presente estudio tiene por objetivo general una caracterización hidrogeológica, el área de estudio específica en la cuenca estará definida fundamentalmente por el sector costero al oeste de la depresión intermedia, donde se desarrollan principalmente acuíferos sedimentarios. 31

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33 5. RECOPILACIÓN Y ANÁLISIS DE ANTECEDENTES Como primera actividad a realizar, se llevó a cabo una exhaustiva recopilación y análisis de antecedentes existentes en la zona de estudio. Los estudios revisados fueron aquellos que contenían antecedentes con respecto a la geología, geofísica, hidrología, meteorología, hidrogeología e hidrogeoquímica del sector. La tabla siguiente entrega el detalle de lo recopilado en los distintos estudios: Tabla 1. Recopilación de estudios Nº Estudio Organismo Año Contenido Estudio Hidrológico cuencas BioBío e Itata Aquaterra Ingenieros para DGA Estudio de disponibilidad de DGA agua cuenca río Región Itata: sector intermedio y bajo Balance hidrológico nacional: cuenca del río Itata VII REG Ricardo Edwards G. Ingenieros Consultore s para DGA La cuenca hidrográfica del río Itata: aportes Univ. de 2009 científicos para su Concepción gestión sustentable Levantamiento de la información hidrogeológica, para el desarrollo de un modelo conceptual del acuífero asociado a la cuenca del río Itata. En este estudio se realizó además una campaña de prospección geofísica mediante el método de gravimetría Determinación de disponibilidad de los recursos hídricos superficiales en el río Itata, con el objetivo de evaluar la constitución de nuevos derechos de aprovechamiento en el sector acotado desde la confluencia del río Diguillín a la confluencia del río Lonquén Balance hídrico a nivel de cuenca, caracterizando los principales parámetros hidrometeorológicos que intervienen en el balance. El producto consistió en planos de isoyetas, isotermas e isolíneas de evapotranspiración. Con la información mencionada se construye mediante un balance, un plano de isolíneas de escurrimiento, y por extensión un plano de rendimientos específicos 33

34 Tabla 1. Recopilación de estudios Nº Estudio Organismo Año Contenido Análisis Preliminar de Niveles de Aguas INIA DGA 2010 Subterráneas. S.I.T Estudios GCF Hidrológicos de Ingenieros las Fuentes de Consultore Agua en Diversas s para Comunas de la Esbío VIII Región Diagnóstico de Recursos Hídricos en Secano Interior y Costero VI a VIII Región Vulnerabilidad a la Contaminación de los Acuíferos de la Región del Bíobio AC Ingenieros Consultore s para CNR Iriarte y Aguirre para SERNAGEO MIN Medición del nivel estático de una selección de ciento treinta (130) pozos, situados en las regiones del BioBio, de La Araucanía, de Los Ríos y de Los Lagos, y que cumplan con estar situados en los acuíferos de mayor importancia. Los resultados se presentaron en un sistema SIG. Información acerca de los sectores más apropiados para nuevas fuentes de agua potable y un análisis de la oferta y demanda de agua subterránea en cada ciudad o pueblo, en base a antecedentes hidrológicos e hidrogeológicos de la VIII Región. Las localidades estudiadas insertas en las cuencas costeras corresponden a Cañete, Cobquecura, Curanilahue, Florida, Lebu, Los Álamos, Lota, Penco-Lirquén y Tomé. Para mejorar las condiciones de desarrollo socioeconómico de las zonas de secano mediante la transferencia de conocimientos respecto a la distribución de los recursos hídricos en el tiempo y en el espacio, y la propuesta de obras para su mejor aprovechamiento. Para el caso de la VIII Región, entre las cuencas costeras consideradas está la de la subcuenca costeras de la cuenca del río Itata, con antecedentes hidrogeológicos, hidrológicos, de suelos, agroclimáticos, estudios de calidad de aguas, entre otros. Además, se presenta un catastro de pozos, punteras y norias, con el fin de establecer cuán intensa es la explotación de agua subterránea en las localidades costeras. Resultados y criterios metodológicos desarrollados en la elaboración del Mapa de Vulnerabilidad a la Contaminación de Acuíferos a escala 1:

35 Tabla 1. Recopilación de estudios Nº Estudio Organismo Año Contenido Diagnóstico y Clasificación de los Cursos y Cuerpos de Agua según Objetivos de Calidad, Cuenca del río Itata Estudio Geológico e Hidrogeológico de la VIII Región Estudio Hidrológico e Hidrogeológico en Cuencas Costeras de la VIII Región Mejoramiento y Ampliación de Red de Aguas Subterráneas, Regiones VII a X. S.I.T. Nº Cade- Idepe para DGA Ingeorec para DGA Ingeorec para Esbío Conic BF Ingenieros Civiles para DGA Derechos de aprovechamiento de aguas superficiales y DGA 2013 subterráneas constituidos por la DGA Información hidrológica, referida a caudales, aforos puntuales, precipitaciones, niveles freáticos, etc. en el Banco Nacional Aguas de DGA 2013 Antecedentes acerca de la geología, geomorfología, hidrogeología y análisis químico de las aguas de los principales afluentes al río Itata. Determinación de la capacidad hídrica de la cuenca, en materia de constitución de derechos de aprovechamiento de las aguas subterráneas. Entrega información acerca la geología, hidrogeología, estratigrafía de pozos y realiza un balance hídrico para los principales acuíferos de la región Evalúa la hidrología e hidrogeología de las cuencas costeras de la VIII Región, efectuando un balance entre oferta y demanda en cada sistema definido Formulación de una red de medición de aguas subterráneas para la zona comprendida entre el río Mataquito (VII Región) y el río Maullín (X Región de Los Lagos) Base de datos de la página WEB de la Dirección General de Aguas, de los derechos de aprovechamiento de aguas subterráneas y de aguas superficiales constituidos en el período Información hidrometeorológica y de calidad de aguas de la red hidrometeorológica de la DGA 35

36 36

37 6. CARACTERIZACIÓN HIDROLÓGICA Se caracterizó hidrológicamente el escurrimiento de las cuencas que conforman el sistema que se estudia. En términos generales, y como objetivo global, a partir de las producciones brutas de las cuencas se obtuvo: la escorrentía superficial, la infiltración y la evapotranspiración, siendo estas dos últimas variables que representan un input para la definición del modelo conceptual DESCRIPCIÓN DE LA RED DE DRENAJE Como se señaló, la cuenca del río Itata comprende un área de km 2, formando parte de la VIII Región del BioBio. El río principal se origina cerca de la estación Cholguán del Ferrocarril Longitudinal Sur, a pocos kilómetros al norte de la ribera norte del río Laja. En este punto se juntan los ríos Cholguán, que viene del oriente, y Huépil, que le cae del sur. En un recorrido de 85 km con dirección N-NW hasta su junta con el Ñuble, va captando sus principales tributarios que constituyen una red de drenaje paralela de dirección al poniente y cuyas cabeceras se encuentran en la zona de La Montaña. De ella forman parte los ríos Danicalqui, Diguillín y Larqui. Poco más arriba de su junta con el Danilcalqui, el Itata presenta un salto de m de altura. A partir de ese punto, el río transcurre en la Depresión Intermedia entre riberas bajas y cultivables. En el curso inferior, después de trasponer la Cordillera de la Costa, los bancos de arena obligan a la corriente a extenderse considerablemente en vegas y su profundidad disminuye. El ancho en la boca del Itata varía de 100 a 200 m en verano, y llega a 300 m en invierno. El río Cholguán se origina en la precordillera, en la falda poniente del cerro Calas (2.190 m), que separa su cabecera de los formativos del río Polcura, afluente del Laja. Se desarrolla con rumbo general al W en longitud de 50 km. El río Huépil es el afluente más austral del Itata, siendo su caudal escaso; nace en los 37

38 primeros contrafuertes andinos y tiene un recorrido de 38 km. Algunos autores llaman Itatita al curso inferior del Huépil, por lo cual consideran al Itata como formado por la confluencia del Cholguán y del Itatita. Un importante tributario del curso medio es el río Diguillín, que nace en la falda suroeste del volcán Chillán (3.211 m) y tiene un recorrido de 102 km, casi todo a través de la depresión intermedia. Por su ribera izquierda o poniente, el Itata en este trayecto recibe sólo pequeños esteros generados en la Cordillera de la Costa. El principal afluente del Itata es el Ñuble, cuya hoya es de Km 2. Nace al pie del paso de Buraleo, al oriente de los nevados de Chillán (3.212 m).desarrolla su curso superior en dirección N-NW y a 40 km de su origen recibe desde el norte su principal afluente, el río Los Sauces. Tras un recorrido de 155 km, el Ñuble se junta en el borde oriental de la cordillera de la Costa al Itata en el punto llamado Confluencia. En su primer tramo, hasta la junta del río Los Sauces, corre el Ñuble en un cajón muy estrecho, de márgenes quebradas, características que conserva hasta salir al Valle Central. Aparte del río Los Sauces, incrementan el caudal del río Ñuble esteros de escaso caudal y, a poco de cruzar la Carretera 5 Sur, recibe por el sur, procedente de La Montaña, el río Cato. A 10 km de la confluencia con el Itata, afluye al Ñuble, también por el sur, otro importante afluente que es el río Chillán, que nace en la falda poniente de los nevados de Chillán, importante nudo orográfico que domina el paisaje cordillerano de la región. Inmediatamente aguas abajo de la confluencia con el río Chillán, el río Ñuble recibe aporte más importante desde el norte que es el río Changaral. Después de la junta del Ñuble, el Itata desarrolla su curso inferior en el corazón de la Cordillera de la Costa, donde sólo recibe esteros menores, siendo el río Lonquén el de mayor caudal. Drena un área de cierta importancia (1.075 km 2 ) de los cerros costeros al sur yal este de la ciudad de Quirihue, con una red de diseño extremadamente complejo. 38

39 6.2. DEFINICIÓN DE CUENCAS En la figura siguiente se muestran todas las cuencas principales de interés en este estudio, y en la Tabla 2 se detalla el área de cada una de ellas RED FLUVIOMÉTRICA Figura 4. Esquema general de subcuencas Tabla 2. Áreas de las cuencas de estudio Cuenca A (km 2 ) Itata Total ,3 Itata Superior 4.445,8 Itata Inferior 2.053,2 Ñuble 5.271,9 Lonquén 1.182,0 Una vez revisados en profundidad los antecedentes asociados a este estudio, en particular la disponibilidad de registros hidrometeorológicos, se ha definido la metodología más adecuada para el relleno de estadística, bajo la premisa de que el recurrir se fundamenta por la carencia de medidas directas. 39

40 En una caracterización hidrológica es el caudal la variable de estado del sistema, y en la cuenca del río Itata se dispone de un número importante de estaciones fluviométricas, en donde se debe verificar las secciones donde estas se emplazan, en relación a la zona de estudio. Se dispone de estaciones fluviométricas situadas en puntos estratégicos para los fines de este Estudio. En efecto, la estación Río Itata en Balsa Nueva Aldea controla la descarga de la cuenca del Río Itata Superior. La estación Río Itata en Paso Hondo, registra las descargas de la cuenca anterior y la del río Ñuble. Por último, los registros en las estaciones ríos Itata en Coelemu y Río Lonquén en Trehuaco representan el drenaje total de la cuenca del Itata. La totalidad de las estaciones fluviométricas existentes en la cuenca del Itata, así como las estaciones seleccionadas para los objetivos de este estudio, se muestran en los planos siguientes. Figura 5. Estaciones fluviométricas cuenca Itata 40

41 Figura 6. Estaciones fluviométricas utilizadas en el Estudio En la Figura 7 se presenta un esquema de la cuenca del río Itata, identificando los dos aportes fundamentales en la zona de interés, el afluente del río Ñuble, y el río Lonquén. Figura 7. Esquema del río Itata y afluentes 41

42 La calidad de registros es disímil, tal como se presenta en la Tabla 3. Se adopta como decisión para la evaluación hidrológica, considerar el período común de 25 años de longitud. Estación Tabla 3. Estaciones fluviométricas Inicio registros Fin registros Longitud (años) Densidad información (%) Itata en Balsa N. Aldea Itata en Paso Hondo Itata en Coelemu Lonquén en Trehuaco TRATAMIENTO DE REGISTROS FLUVIOMÉTRICOS Partiendo de los registros disponibles en las cuatro estaciones fluviométricas seleccionadas, se aplicó, tal y como se detalla posteriormente, una restitución de datos que comprende la eliminación de registros anómalos (outiers), el relleno de registros faltantes, y la extensión de la estadística CORRECCIÓN DE ESTADÍSTICA Uno de los métodos más recurridos para detectar los valores outliers es el que utiliza el concepto de cuartil de un conjunto de datos. Si se dispone de un conjunto de datos y se ordenan de menor a mayor, de izquierda a derecha, el Cuartil 1 (Q1), es el valor tal que desde aquel hacia su izquierda se encuentra la primera cuarta parte de los valores de este conjunto de datos. Por su parte, el Cuartil 2 (Q2), es el valor tal que desde ese valor hacia su izquierda se encuentran la primera mitad de los valores de este conjunto de datos. Y así sucesivamente. Para detectar valores outliers extremos, se tendrá: 42

43 LímInf = Q1-3 (Q3-Q1) LímSup = Q3 + 3 (Q3-Q1) Los valores que sean menores que LímInf o mayores que LímSup se consideran valores outliers. Aplicada esta metodología a las cuatro estaciones fluviométricas consideradas en este Estudio, resultan tres de ellas con registros anómalos, los que se identifican en la Tabla 4, según el mes y año correspondiente. MES Tabla 4. Valores anómalos (outliers) RÍO ITATA EN BALSA NUEVA ALDEA RÍO ITATA EN PASO HONDO RÍO ITATA EN COELEMU RÍO LONQUEN EN TREHUACO Enero 1967,1996 Febrero 1967 Marzo 1980, Abril 1959, Mayo 1972,1980, , ,1992,2008 Junio Julio Agosto Septiembre Octubre 1997, ,2002 Noviembre 1996 Diciembre Estos valores anómalos son retirados de la estadística disponible, la cual ahora procede a rellenarse RELLENO Y EXTENSIÓN DE ESTADÍSTICAS Eliminados ya los valores anómalos, y de acuerdo a la calidad de los registros en las cuatro estaciones de trabajo, se procedió a rellenar la estadística bajo los siguientes criterios: Estación río Itata en Balsa Nueva Aldea: Por interpolación directa en series mensuales. Estación río Itata en Coelemu: Ídem al caso anterior. 43

44 Estación río Itata en Paso Hondo: En este caso se aplica transposición de caudales entre esta estación y río Itata en Coelemu, entre registros en longitudes equivalentes: QmIPH = QmmIPH/ QmmIC x QmIC Donde: QmIPH: QmIC : QmmIPH: QmmIC: Caudal mensual en estación Itata en Paso Hondo Caudal mensual en estación Itata en Coelemu Caudal medio mensual en estación Itata en Paso Hondo Caudal medio mensual en estación Itata en Coelemu Estación río Lonquén en Trehuaco: Este relleno se efectúa en forma similar que el caso anterior: QmLT = QmmLT/ QmmIC x QmIC Donde: QmLT: QmIC : QmmLT: QmmIC: Caudal mensual en estación Lonquén en Trehuaco Caudal mensual en estación Itata en Coelemu Caudal medio mensual en estación Lonquén en Trehuaco Caudal medio mensual en estación Itata en Coelemu De esta forma, el resultado de los rellenos planteados se presenta de la Tabla 8 a la 11. En todas las Tablas presentadas la simbología es la siguiente: 34,59 Dato rellenado faltante 42,28 Outlier reemplazado Tabla 5. Estación río Itata en Nueva Aldea (m 3 /s) AÑO ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ,24 9,39 13,38 48,76 333,72 640,63 187,61 270,61 161,70 91,06 139,26 75, ,17 8,70 17,47 24,18 52,77 142,81 442,98 417,36 224,83 216,42 81,60 10, ,23 8,01 13,96 16,99 23,21 108,07 241,69 389,39 176,53 82,36 30,84 12, ,85 4,90 5,88 7,93 12,47 101,71 190,81 231,29 129,52 45,28 14,01 13, ,34 4,40 11,53 29,91 66,90 84,79 78,82 157,71 261,70 117,15 33,85 8, ,84 7,28 12,05 27,21 318,71 276,53 351,52 170,19 220,73 124,21 35,49 38, ,67 6,53 10,40 55,75 296,69 585,83 257,19 150,55 163,60 119,17 91,44 55,15 44

45 Tabla 5. Estación río Itata en Nueva Aldea (m 3 /s) AÑO ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ,86 1,34 2,60 47,28 274,66 663,43 354,26 248,94 197,70 122,20 101,20 72, ,05 3,16 7,76 51,05 121,96 240,58 386,74 136,57 220,82 125,23 110,95 89, ,24 4,98 12,93 54,82 80,79 280,47 449,71 336,68 217,43 128,26 120,71 106, ,43 6,80 18,09 58,59 39,61 116,76 89,62 149,84 95,60 46,88 17,56 9, ,62 8,45 6,69 72,11 145,05 537,67 319,77 256,77 310,30 216,94 131,09 30, ,90 9,40 12,63 22,01 46,49 62,58 70,04 78,09 61,33 18,14 90,90 25, ,85 21,04 16,60 20,56 56,39 186,16 172,65 248,54 502,43 128,17 50,70 20, ,80 32,68 20,57 19,11 30,10 400,44 395,19 305,77 413,03 176,90 55,22 14, ,06 10,05 9,89 17,68 252,55 278,23 646,52 338,84 138,86 47,44 110,09 52, ,49 33,35 15,86 47,85 91,15 211,42 197,95 455,84 290,23 362,58 150,60 56, ,72 20,18 21,83 36,97 36,26 251,41 195,48 139,94 142,97 123,84 70,05 33, ,56 13,65 23,10 80,30 44,54 197,94 287,58 195,36 168,63 108,64 82,50 24, ,44 7,23 12,93 19,87 125,52 354,60 419,42 399,74 203,63 92,69 52,11 45, ,70 13,95 17,86 51,13 55,17 334,86 503,81 341,29 200,77 137,23 60,16 38, ,75 19,58 21,22 33,18 32,25 47,02 177,28 136,86 114,09 77,74 37,60 15, ,34 9,80 14,69 25,79 280,00 180,71 191,23 316,29 186,63 69,27 28,12 15, ,65 11,97 13,58 26,12 127,71 175,55 228,56 274,91 187,55 102,31 92,44 31, ,17 21,22 18,41 22,37 26,86 90,70 139,40 133,97 104,89 59,84 38,43 21, ,12 14,33 24,81 21,45 37,67 102,71 151,63 267,03 196,70 106,39 51,49 16, ,36 23,19 26,23 20,52 75,48 Tabla 6. Estación río Itata en Coelemu (m 3 /s) AÑO ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ,00 80,00 80,00 191,33 929, ,60 500,61 655,03 378,37 264,61 275,35 92, ,60 17,40 36,41 72,19 127,65 444, ,97 985,42 609,43 635,32 377,88 89, ,10 12,64 22,69 47,70 111,78 319,78 626,87 968,55 466,57 289,19 212,53 97, ,83 10,49 9,16 12,47 28,20 234,94 477,48 540,68 350,97 208,03 102,52 32, ,94 3,12 11,35 107,53 222,24 221,37 185,32 355,42 659,73 355,00 161,66 21, ,96 8,58 0,67 65,09 333,50 830,87 911,68 390,19 532,83 338,61 191,60 139, ,87 15,03 24,53 120,13 444, ,17 732,81 433,13 515,57 419,58 314,37 192, ,38 12,45 12,25 124,44 556, , ,87 786,97 517,37 328,83 244,17 184, ,50 28,43 20,91 100,74 235,16 616, ,36 503,19 600,33 461,71 242,30 150, ,96 17,47 15,94 69,20 139,79 657, ,74 747,07 635,70 421,84 266,63 140, ,89 10,94 45,27 111,78 103,23 410,03 324,84 374,45 245,90 112,39 47,16 17, ,76 7,47 3,86 174,76 129, ,57 722,07 741,23 807,17 803,32 569,13 223, ,62 22,71 11,54 68,03 156,21 233,53 228,03 218,74 176,80 63,11 44,36 164, ,84 52,69 19,23 46,19 104,32 456,19 454,36 592, ,97 380,73 253,27 106, ,06 82,66 26,91 24,34 126, , ,36 696,36 970,30 528,87 267,40 157, ,03 84,69 34,59 78, ,72 865, , ,90 536,60 328,65 199,70 90, ,65 44,95 42,28 132,77 566,68 735,90 555, ,07 758, ,71 536,73 264, ,17 36,31 44,07 72,95 116,64 874,60 586,84 394,19 390,83 382,42 222,47 70, ,28 14,70 21,45 269,29 139,40 512,41 731,58 529,97 514,20 347,03 325,77 129, ,34 42,11 48,46 58,91 385, , , ,26 613,90 330,16 257,33 184, ,79 35,53 47,41 143,82 231, ,40 666,00 800,54 659,90 532,58 307,57 187, ,24 72,12 57,70 97,51 113,41 165,71 516,61 389,32 357,63 306,00 170,70 52, ,71 24,97 25,91 45, ,93 582,73 558,94 933,58 550,37 251,07 158,27 47, ,51 15,05 13,80 19,43 337,79 563,87 697,71 780,00 564,67 377,00 347,63 172, ,30 36,22 55,57 30,91 61,85 228,32 357,84 379,58 259,17 204,81 165,70 77, ,42 22,68 27,16 84,89 104,87 262,19 391,71 650,97 507,40 383,90 250,70 117, ,80 57,40 63,50 138,87 43,83 45

46 Tabla 7. Estación río Itata en Paso Hondo (m 3 /s) AÑO ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ,98 65,35 56,55 192,66 725, ,97 414,46 568,73 329,01 226,63 221,82 72, ,70 14,21 25,74 72,69 99,63 274,51 895,77 855,59 529,92 544,13 304,42 70, ,19 10,32 16,04 48,03 87,24 197,37 518,99 840,95 405,70 247,68 171,22 76, ,14 8,57 6,48 12,56 22,01 145,00 395,31 469,45 305,18 178,17 82,59 25, ,98 2,55 8,02 108,28 173,46 136,63 153,43 308,59 573,66 304,05 130,23 16, ,41 7,01 0,47 65,54 260,30 512,80 754,79 338,78 463,32 290,01 154,35 109, ,90 12,28 17,34 120,97 347, ,39 606,70 376,07 448,31 359,36 253,26 151, ,41 10,17 8,66 125,30 433, ,72 869,20 683,29 449,87 281,63 196,70 145, ,58 23,22 14,78 101,44 183,54 380,54 920,93 436,90 522,01 395,44 195,20 118, ,01 14,27 11,27 69,68 109,10 405,76 848,39 648,65 552,77 361,29 214,80 110, ,09 8,94 32,00 112,56 80,57 253,07 268,94 325,12 213,82 96,26 37,99 13, ,14 6,10 2,73 175,97 101,25 990,94 597,81 643,58 701,87 688,02 458,49 176, ,20 18,55 8,16 68,50 121,92 144,13 188,79 189,92 153,73 54,05 35,74 129, ,46 43,03 13,59 46,51 81,42 281,56 376,17 514, ,77 326,08 204,04 83, ,71 67,52 19,02 24,51 98,40 720,45 863,81 604,62 843,72 452,96 215,42 123, ,67 69,18 24,45 79,10 793,54 534, ,82 892,48 466,60 281,48 160,88 71, ,84 36,72 29,89 133,69 442,29 454,19 459, ,04 659,89 870,78 432,39 208, ,75 29,66 31,15 73,46 91,04 539,79 485,85 342,26 339,84 327,53 179,22 55, ,04 12,01 15,16 271,16 108,80 316,25 605,68 460,15 447,12 297,22 262,44 102, ,13 34,40 34,26 59,32 300,69 682, , ,23 533,81 282,77 207,31 145, ,25 29,02 33,51 144,82 180, ,39 740,61 546,67 461,39 255,73 143, ,9 55,38 45,39 70,24 79,99 82,4 427,71 325,65 302,28 242,65 115,76 41, ,2 18,62 18,42 46,19 761,77 496,5 487,84 779,61 481,37 228,81 128,67 58, ,27 13,52 15,36 37,01 312,53 457,93 575,77 657,9 478,1 303,71 277,27 117, ,23 31,29 16,61 23,29 50,64 212,32 329,84 308,16 261, ,91 62, ,64 20,9 31,56 75,87 78,08 235,82 366,58 603,77 450,8 328,80 201,96 92, ,32 46,89 44,89 139,84 34,21 Tabla 8. Estación Río Lonquén (m 3 /s) AÑO ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ,36 0,27 0,27 0,85 17,76 119,99 7,32 50,71 6,55 2,83 2,03 0, ,06 0,04 0,07 0,09 0,75 3,34 153,39 93,66 11,04 7,5 1,41 0, ,38 0,19 0,22 0,38 0,66 3,57 67,12 94,97 13,6 3,19 0,54 0, ,03 0,04 0,06 0,04 0,03 2,6 44,29 27,85 4,78 0,53 0,16 0, ,01 0,01 0,08 0,07 1,46 1,33 1,45 3,41 4,35 1,33 0,1 0, ,01 0,03 0,00 0,23 16,66 62,25 96,35 18,09 9,43 2,52 1,01 0, ,12 0,01 0,15 0,44 8,49 102,19 23,47 24,32 42,94 3,12 1,46 0, ,26 0,04 0,07 0,17 8,61 106,98 23,8 24,62 7,47 1,65 0,56 0, ,21 0,10 0,13 0,35 1,31 31,96 75,75 8,39 11,24 1,87 0,72 0, ,13 0,06 0,10 0,24 2,67 2,15 79,73 75,49 8,41 3,96 0,38 0, ,13 0,04 0,27 0,39 1,97 22,64 11,31 16,28 3,95 1,63 0,24 0, ,15 0,03 0,1 0,62 2,76 75,03 37,17 28,71 21,96 5,97 4,76 0, ,17 0,08 0,07 0,29 0,3 3,08 1,41 4,2 4,19 0,41 0,23 0,49 46

47 Tabla 8. Estación Río Lonquén (m 3 /s) AÑO ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ,12 0,18 0,12 0,16 1,99 15,81 19,9 27,31 28,56 1,46 0,15 0, ,06 0,29 0,16 0,09 2,41 124,13 36,26 7,55 38,78 5,23 1,43 0, ,35 0,29 0,21 0,28 23,66 30, ,15 9,96 1,58 0,22 0, ,10 0,05 0,36 0,47 11,17 59,13 51,68 110,6 14,56 7,55 3,49 0, ,33 0,13 0,27 0,26 0,48 8,5 8,33 7,22 4,66 2,38 1,15 0, ,06 0,05 0,13 0,95 2,66 6,51 53,39 32,61 11,52 3,96 0,86 0, ,19 0,15 0,29 0,21 4,73 87,94 62,77 72,13 21,06 2,73 1,33 0, ,31 0,12 0,29 0,51 4,42 39,97 107,02 49,53 9,66 5,14 1,59 0, ,30 0,25 0,35 0,34 2,17 9,15 14,83 12,21 4,05 1,73 0,9 0, ,09 0,09 0,16 0,16 19,59 24,4 30,76 57,37 19,87 4,54 1,9 0, ,07 0,05 0,08 0,07 6,45 54,21 31,55 69,58 19,94 5,36 3,28 1, ,16 0,13 0,33 0,11 1,18 2,82 7,58 9,45 3,52 0,76 0,58 0, ,15 0,08 0,16 0,30 2,00 14,48 17,61 26,72 11,48 3,54 1,26 0, ,14 0,20 0,38 0,49 0, CARACTERIZACIÓN DEL RÉGIMEN HIDROLÓGICO Disponiendo de la estadística completa, entre enero de 1986 a mayo del 2012, se procedió a construir las curvas de variación estacional, para determinar el régimen hidrológico en la zona de estudio. Tabla 9. Curva estacional Estación Río Itata en Nueva Aldea (m 3 /s) MES ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC Q medio (m 3 /s) 12,5 12,43 14,92 35,54 114,3 255,9 274,1 251,9 203,6 117,2 72,25 35,82 En la Figura 8 se presenta la curva estacional de la serie de caudales medios mensuales en la Estación Río Itata en Nueva Aldea, que representa el comportamiento de la cuenca del Itata Superior. Se puede observar que el régimen es preferentemente pluvial. 47

48 Coeficiente de Correlación MODELACIÓN HIDROGEOLÓGICA CUENCA ITATA-BAJO, REGIÓN DEL BIOBÍO Figura 8. Curva estacional Estación Río Itata en Nueva Aldea En la Figura 9 se presenta el autocorrelograma de la serie de caudales medios mensuales en la Estación Río Itata en Nueva Aldea. Se observa claramente el ciclo de 12 meses. 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0-0,2-0,4-0,6-0, lag (meses) Figura 9. Autocorrelograma Estación Río Itata en Nueva Aldea Otro factor muy relevante es el tiempo para el cual la serie temporal se independiza, y que corresponde a la regulación del sistema, información que se obtiene del autocorrelograma, cuando el coeficiente de correlación se hace estadísticamente nulo. Para la serie representativa de la descarga de la cuenca de Itata Superior, la regulación que presenta la cuenca es de tres (3) 48

49 Coeficiente de Correlación Caudal medio mensual (m3/s) MODELACIÓN HIDROGEOLÓGICA CUENCA ITATA-BAJO, REGIÓN DEL BIOBÍO meses. Por lo tanto, podría concluirse que el acuífero asociado a esta cuenca hidrográfica presentará una regulación superior a tres (3) meses. Repitiendo todo el proceso para la estación Itata en Coelemu, los resultados son similares. En efecto, la curva estacional (ver Figura 10), representa un régimen preferentemente pluvial. De igual modo, el autocorrelograma correspondiente (ver Figura 11) muestra un ciclo de doce (12) meses, y una regulación de cuenca de tres (3) meses. 300,00 250,00 200,00 150,00 100,00 50,00 0, mes Figura 10. Curva estacional Estación Río Itata en Coelemu 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0-0,2-0,4-0,6-0, lag (meses) Figura 11. Autocorrelograma Estación Río Itata en Coelemu 49

50 Cobertura areal MODELACIÓN HIDROGEOLÓGICA CUENCA ITATA-BAJO, REGIÓN DEL BIOBÍO 6.5. PRECIPITACIÓN BRUTA La precipitación bruta de escurrimiento en una cuenca resulta de la ponderación de la precipitación asociada a un área específica de una cuenca por la superficie respectiva, y es a través de la curva hipsométrica que se obtiene la superficie de las franjas de áreas entre curvas de nivel consecutivas. Por otro lado, el perfil de precipitaciones, que corresponde al gradiente de precipitaciones totales anuales versus la cota a la que se registra, entrega la precipitación correspondiente a la cota intermedia entre dos curvas de nivel consecutivas. La tendencia en el país es que las precipitaciones aumenten con la cota (altura) hasta un cierto nivel a partir del cual la lluvia se mantiene más o menos constante HIPSOMETRÍA En las cuatro cuencas de trabajo, más un quinta correspondiente a la cuenca completa del río Itata, se construyeron las curvas hipsométricas. 1,00 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0, cota (msnm) Figura 12. Hipsometría Itata Superior (control Itata en Nueva Aldea) 50

51 cobertura areal MODELACIÓN HIDROGEOLÓGICA CUENCA ITATA-BAJO, REGIÓN DEL BIOBÍO 1,00 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0, Figura 13. Hipsometría Itata Inferior (desembocadura del Itata) 1,00 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0, cota (msnm) Figura 14. Hipsometría Lonquén 6.7. PERFIL DE PRECIPITACIONES Con las dieciocho estaciones disponibles en la zona norte de la VIII Región (ver Tabla 10) se construye el perfil de precipitaciones. Se utiliza una banda de confianza de +/- el 90% de la desviación estándar. 51

52 Estación Figura 15. Estaciones Meteorológicas Tabla 10. Estaciones meteorológicas consideradas Cota (msnm) Pp total anual (mm) Banda Superior (mm) Banda Inferior (mm) Outlier CARACOL , , ,0 fuera rango CAMAN , , ,3 RIO ÑUBLE EN SAN , ,5 988,9 FABIAN N 2 SAN FABIAN , , ,9 CHILLAN VIEJO , ,1 470,5 RIO CHILLAN EN , , ,2 ESPERANZA N 2 CANAL DE LA LUZ EN , ,3 503,7 fuera rango CHILLAN MILLAUQUEN , ,4 530,8 SAN AGUSTIN DE , ,1 363,5 PUÑUAL MAYULERMO , ,5 890,9 FUNDO ATACALCO , , ,8 LAS TRANCAS , , ,0 fuera rango PEMUCO , ,8 612,2 CHILLANCITO , ,7 371,1 NUEVA ALDEA , ,1 348,5 CANCHA LOS LITRES , ,1 571,5 RAFAEL , ,8 627,2 COELEMU , ,6 356,0 52

53 Pp (mm) Pp (mm) MODELACIÓN HIDROGEOLÓGICA CUENCA ITATA-BAJO, REGIÓN DEL BIOBÍO El perfil resultante se presenta a continuación: 3500,0 3000,0 y = 1,5068x + 819,6 R² = 0, ,0 2000,0 1500,0 1000,0 500,0 0, cota (msnm) Figura 16. Gradiente de precipitaciones total de estaciones meteorológicas 3000,0 2500,0 2000,0 y = 1,781x + 774,15 R² = 0, ,0 1000,0 500,0 0, cota (msnm) Figura 17. Gradiente de precipitaciones eliminando outliers Se adopta entonces este último perfil (Figura 17). Integrando la hipsometría con el perfil de precipitaciones se obtiene el aporte bruto de cada cuenca hidrográfica. 53

54 Tabla 11. Precipitación bruta cuenca Lonquén Cota (msnm) Área (km 2 ) Pp (mm) Q (m 3 /s) Q Acumulado (m 3 /s) Cota (msnm) Área (km 2 ) Pp (mm) Q (m 3 /s) Q Acumulado (m 3 /s) 18,91 1, ,03 0,03 464,41 2, ,26 0,12 38,77 27,82 4, ,12 0,15 473,32 2, ,13 0,12 38,90 36,73 3, ,10 0,25 482,23 2, ,00 0,12 39,01 45,64 4, ,12 0,37 491,14 2, ,87 0,11 39,13 54,55 5, ,17 0,54 500,05 1, ,74 0,10 39,22 63,46 13, ,37 0,90 508,96 1, ,61 0,08 39,30 72,37 32, ,94 1,84 517,87 1, ,48 0,09 39,39 81,28 51, ,50 3,34 526,78 1, ,35 0,08 39,47 90,19 66, ,98 5,32 535,69 1, ,21 0,08 39,55 99,10 73, ,21 7,54 544,60 1, ,08 0,08 39,63 108,01 67, ,06 9,60 553,51 1, ,95 0,08 39,72 116,92 55, ,73 11,33 562,42 1, ,82 0,08 39,80 125,83 62, ,98 13,31 571,33 1, ,69 0,08 39,88 134,74 68, ,21 15,51 580,24 1, ,56 0,08 39,95 143,65 76, ,49 18,00 589,15 1, ,43 0,07 40,02 152,56 71, ,38 20,38 598,06 1, ,29 0,07 40,09 161,47 60, ,04 22,42 606,97 0, ,16 0,06 40,15 170,38 49, ,69 24,10 615,88 1, ,03 0,07 40,21 179,29 39, ,38 25,48 624,79 1, ,90 0,06 40,27 188,20 33, ,17 26,65 633,70 1, ,77 0,06 40,33 197,11 28, ,02 27,67 642,61 1, ,64 0,06 40,40 206,02 24, ,87 28,54 651,52 0, ,51 0,06 40,45 214,93 20, ,74 29,28 660,43 0, ,38 0,05 40,50 223,84 21, ,79 30,07 669,34 0, ,24 0,04 40,55 232,75 20, ,77 30,84 678,25 0, ,11 0,04 40,59 241,66 18, ,71 31,55 687,16 0, ,98 0,04 40,62 250,57 17, ,67 32,22 696,07 0, ,85 0,03 40,66 259,48 15, ,61 32,83 704,98 0, ,72 0,03 40,68 268,39 14, ,56 33,39 713,89 0, ,59 0,02 40,71 277,30 12, ,50 33,89 722,80 0, ,46 0,02 40,73 286,21 11, ,45 34,34 731,71 0, ,33 0,03 40,76 295,12 10, ,43 34,77 740,62 0, ,19 0,02 40,77 304,03 9, ,39 35,16 749,53 0, ,06 0,02 40,79 312,94 7, ,33 35,50 758,44 0, ,93 0,02 40,81 321,85 8, ,36 35,85 767,35 0, ,80 0,02 40,82 54

55 Tabla 11. Precipitación bruta cuenca Lonquén Cota (msnm) Área (km 2 ) Pp (mm) Q (m 3 /s) Q Acumulado (m 3 /s) Cota (msnm) Área (km 2 ) Pp (mm) Q (m 3 /s) Q Acumulado (m 3 /s) 330,76 7, ,33 36,19 776,26 0, ,67 0,02 40,84 339,67 6, ,29 36,47 785,17 0, ,54 0,01 40,85 348,58 5, ,26 36,74 794,08 0, ,41 0,01 40,85 357,49 5, ,24 36,98 802,99 0, ,28 0,00 40,85 366,40 4, ,22 37,20 811,90 0, ,14 0,00 40,86 375,31 4, ,20 37,40 820,81 0, ,01 0,00 40,86 384,22 3, ,18 37,58 829,72 0, ,88 0,00 40,86 393,13 3, ,16 37,75 838,63 0, ,75 0,00 40,86 402,04 3, ,16 37,91 847,54 0, ,62 0,00 40,87 410,95 2, ,13 38,03 856,45 0, ,49 0,00 40,87 419,86 2, ,13 38,17 865,36 0, ,36 0,00 40,87 428,77 2, ,13 38,29 874,27 0, ,22 0,00 40,87 437,68 2, ,12 38,41 883,18 0, ,09 0,00 40,87 446,59 2, ,12 38,53 892,09 0, ,96 0,00 40,88 455,50 2, ,12 38,65 901,00 0, ,83 0,00 40,88 Cota (msnm ) Área (km 2 ) Tabla 12. Precipitación bruta cuenca Itata Inferior Pp (mm ) Q (m 3 /s) Q Acumulado (m 3 /s) Cota (msnm) Área (km 2 ) Pp (mm) Q (m 3 /s) Q Acumulado (m 3 /s) 9,01 4, ,12 0,12 459,51 3, ,54 0,19 67,26 18,02 24, ,63 0,75 468,52 3, ,58 0,18 67,44 27,03 36, ,96 1,71 477,53 3, ,63 0,18 67,62 36,04 32, ,86 2,57 486,54 3, ,68 0,17 67,78 45,05 33, ,90 3,47 495,55 2, ,72 0,15 67,93 54,06 38, ,07 4,54 504,56 2, ,77 0,13 68,06 63,07 46, ,30 5,85 513,57 2, ,82 0,12 68,18 72,08 66, ,91 7,76 522,58 1, ,86 0,11 68,29 81,09 84, ,45 10,21 531,59 1, ,91 0,10 68,39 90,10 99, ,95 13,16 540,60 1, ,96 0,10 68,49 99,11 102, ,08 16,23 549,61 1, ,01 0,10 68, ,12 94, ,89 19,13 558,62 1, ,05 0,09 68,67 117,13 91, ,86 21,98 567,63 1, ,10 0,09 68,76 126,14 95, ,03 25,01 576,64 1, ,15 0,08 68,84 55

56 Cota (msnm ) Área (km 2 ) 135,15 104, ,16 108,7 3 Tabla 12. Precipitación bruta cuenca Itata Inferior Pp (mm ) Q (m 3 /s) Q Acumulado (m 3 /s) Cota (msnm) Área (km 2 ) Pp (mm) Q (m 3 /s) Q Acumulado (m 3 /s) ,35 28,36 585,65 1, ,19 0,08 68, ,55 31,92 594,66 1, ,24 0,07 68,99 153,17 99, ,32 35,24 603,67 1, ,29 0,07 69,05 162,18 87, ,94 38,18 612,68 1, ,33 0,07 69,12 171,19 75, ,57 40,75 621,69 1, ,38 0,07 69,19 180,20 66, ,29 43,04 630,70 1, ,43 0,06 69,25 189,21 57, ,03 45,07 639,71 1, ,47 0,07 69,32 198,22 51, ,85 46,93 648,72 0, ,52 0,06 69,38 207,23 45, ,66 48,58 657,73 0, ,57 0,06 69,44 216,24 43, ,60 50,18 666,74 0, ,61 0,05 69,48 225,25 40, ,50 51,68 675,75 0, ,66 0,04 69,53 234,26 37, ,42 53,10 684,76 0, ,71 0,04 69,57 243,27 35, ,36 54,46 693,77 0, ,75 0,04 69,60 252,28 32, ,26 55,72 702,78 0, ,80 0,03 69,64 261,29 29, ,16 56,88 711,79 0, ,85 0,03 69,67 270,30 26, ,06 57,95 720,80 0, ,89 0,03 69,70 279,31 23, ,96 58,91 729,81 0, ,94 0,03 69,73 288,32 21, ,88 59,78 738,82 0, ,99 0,02 69,75 297,33 19, ,82 60,61 747,83 0, ,04 0,02 69,77 306,34 17, ,75 61,35 756,84 0, ,08 0,02 69,80 315,35 16, ,68 62,03 765,85 0, ,13 0,02 69,82 324,36 14, ,61 62,65 774,86 0, ,18 0,02 69,84 333,37 12, ,55 63,19 783,87 0, ,22 0,01 69,85 342,38 11, ,49 63,68 792,88 0, ,27 0,01 69,85 351,39 9, ,43 64,11 801,89 0, ,32 0,00 69,86 360,40 9, ,40 64,52 810,90 0, ,36 0,00 69,86 369,41 8, ,37 64,89 819,91 0, ,41 0,00 69,86 378,42 7, ,32 65,21 828,92 0, ,46 0,00 69,87 387,43 6, ,29 65,50 837,93 0, ,50 0,00 69,87 396,44 5, ,27 65,76 846,94 0, ,55 0,00 69,87 405,45 5, ,25 66,01 855,95 0, ,60 0,00 69,87 414,46 4, ,24 66,25 864,96 0, ,64 0,00 69,87 423,47 4, ,23 66,48 873,97 0, ,69 0,00 69,87 432,48 4, ,22 66,69 882,98 0, ,74 0,00 69,88 56

57 Cota (msnm ) Área (km 2 ) Tabla 12. Precipitación bruta cuenca Itata Inferior Pp (mm ) Q (m 3 /s) Q Acumulado (m 3 /s) Cota (msnm) Área (km 2 ) Pp (mm) Q (m 3 /s) Q Acumulado (m 3 /s) 441,49 4, ,21 66,90 891,99 0, ,78 0,00 69,88 450,50 3, ,17 67,07 901,00 0, ,83 0,00 69,88 Tabla 13. Precipitación bruta cuenca Itata Superior Q Q Cota Área Pp Q cota Área Pp Q acumulado acumulado (msnm) (km 2 ) (mm) (m 3 /s) (msnm) (km 2 ) (mm) (m 3 /s) (m 3 /s) (m 3 /s) 41,76 11, ,30 0, ,76 21, ,75 2,55 214,95 73,52 228, ,56 6, ,52 20, ,32 2,43 217,38 105,28 408, ,45 19, ,28 18, ,88 2,26 219,64 137,04 381, ,33 31, ,04 17, ,45 2,13 221,76 168,80 296, ,12 41, ,80 15, ,01 1,86 223,62 200,56 295, ,58 52, ,56 14, ,58 1,80 225,42 232,32 239, ,00 61, ,32 12, ,14 1,58 227,01 264,08 218, ,63 69, ,08 10, ,70 1,31 228,32 295,84 183, ,56 77, ,84 7, ,27 1,03 229,36 327,60 164, ,10 84, ,60 6, ,83 0,90 230,26 359,36 131, ,91 90, ,36 6, ,40 0,81 231,07 391,12 107, ,02 95, ,12 5, ,96 0,74 231,81 422,88 87, ,22 99, ,88 4, ,53 0,66 232,47 454,64 74, ,75 103, ,64 4, ,09 0,57 233,05 486,40 76, ,98 107, ,40 3, ,66 0,49 233,54 518,16 71, ,87 111, ,16 2, ,22 0,42 233,96 549,92 65, ,65 115, ,92 3, ,79 0,46 234,42 581,68 61, ,53 118, ,68 2, ,35 0,43 234,85 613,44 63, ,74 122, ,44 2, ,91 0,41 235,25 645,20 57, ,48 125, ,20 2, ,48 0,36 235,61 676,96 48, ,02 128, ,96 2, ,04 0,32 235,93 708,72 48, ,13 131, ,72 2, ,61 0,33 236,27 740,48 42, ,85 134, ,48 2, ,17 0,32 236,58 772,24 41, ,85 137, ,24 1, ,74 0,31 236,90 804,00 39, ,76 140, ,00 2, ,30 0,33 237,22 835,76 42, ,08 143, ,76 2, ,87 0,34 237,56 867,52 39, ,88 146, ,52 2, ,43 0,36 237,92 899,28 36, ,77 149, ,28 2, ,00 0,36 238,28 931,04 36, ,85 151, ,04 2, ,56 0,35 238,63 962,80 35, ,82 154, ,80 1, ,12 0,27 238,89 994,56 35, ,89 157, ,56 1, ,69 0,22 239, ,32 35, ,92 160, ,32 1, ,25 0,20 239,31 57

58 Tabla 13. Precipitación bruta cuenca Itata Superior Cota (msnm) Área (km 2 ) Pp (mm) Q (m 3 /s) Q acumulado (m 3 /s) cota (msnm) Área (km 2 ) Pp (mm) Q (m 3 /s) Q acumulado (m 3 /s) 1058,08 35, ,01 163, ,08 1, ,82 0,18 239, ,84 32, ,84 166, ,84 0, ,38 0,15 239, ,60 31, ,81 169, ,60 0, ,95 0,14 239, ,36 31, ,79 172, ,36 0, ,51 0,11 239, ,12 29, ,71 174, ,12 0, ,08 0,10 239, ,88 30, ,84 177, ,88 0, ,64 0,08 240, ,64 31, ,99 180, ,64 0, ,21 0,07 240, ,40 31, ,02 183, ,40 0, ,77 0,05 240, ,16 29, ,96 186, ,16 0, ,33 0,05 240, ,92 27, ,71 189, ,92 0, ,90 0,04 240, ,68 28, ,89 192, ,68 0, ,46 0,04 240, ,44 27, ,85 195, ,44 0, ,03 0,03 240, ,20 27, ,90 197, ,20 0, ,59 0,03 240, ,96 27, ,97 200, ,96 0, ,16 0,03 240, ,72 27, ,03 203, ,72 0, ,72 0,03 240, ,48 26, ,97 206, ,48 0, ,29 0,02 240, ,24 25, ,90 209, ,24 0, ,85 0,04 240, ,00 22, ,60 212, ,00 0, ,42 0,02 240,52 58

59 7. GEOLOGÍA Y FORMACIONES PERMEABLES 7.1. MARCO GEOLÓGICO GENERAL La Región del Biobío, como resultado de la configuración tectónica de Chile central y de la orogénesis de los Andes, presenta tres zonas morfoestructurales bien diferenciadas, que son, de oeste a este, la Cordillera de la Costa, la Depresión Central y la Cordillera Principal, dispuestas paralelas entre sí, y alineadas norte-sur. Figura 18. Dominios morfoestructurales de la zona central de Chile. Modificado de Sernageomin (2000). Estratigráficamente, las rocas más antiguas están representadas por rocas metamórficas paleozoicas, que se distribuyen principalmente en el sector occidental de la Cordillera de la Costa. Discordantemente sobre ellas se exponen los estratos de Pocillas-Coronel de Maule-Quirihue y rocas de la Formación Santa Juana, asignadas al Triásico y que incluyen sedimentitas clásticas y volcanitas, expuestas en el sector de Pocillas-Coronel de Maule- Quirihue, y sedimentitas marinas y continentales, en el extremo suroeste del área. 59

60 Las rocas cretácicas están representadas por la Formación Quirquina, transgresivas sobre el basamento metamórfico, en la zona costera, y por potentes secuencias volcano-sedimentarias de la Formación Río Blanco, en la Cordillera Andina. Las rocas terciarias corresponden a sedimentitas marinas y continentales (Formación Curanilahue), con mantos de carbón en la región costera, y a sedimentitas (Formación Cura-Mallín) en la Cordillera Andina. Sobre la unidad anterior se disponen, discordantemente, potentes coladas de lavas andesitico-basálticas atribuidas al Plioceno-Pleistoceno y sobre estas últimas se disponen Volcanes y lavas (Pleistoceno Superior-Holoceno), conformadas por más de m de lavas andesíticas a basálticas y depósitos piroclásticos, calcoalcalinos, bien conservados. También, y de importancia para el presente Estudio, se reconocen sedimentos no consolidados de edad Cuaternario depositados en ambientes de origen fluvial, fluvioglacial, glacial, coluvial y lacustre. Existiendo además en la Cordillera de la Costa terrazas marinas desarrolladas probablemente durante el Pleistoceno y Holoceno. Figura 19. Geomorfología de la región del Biobío. Fuente: Cartografía MOPIT. 60

61 Las unidades morfoestructurales corresponden a: 1. Planicies litorales. 2. Cordillera de la Costa. 3. Depresión Central. 4. Precordillera. 5. Cordillera Andina ESTRATIGRAFÍA La cuenca Itata Bajo está formada principalmente por las siguientes formaciones geológicas: Basamento Metamórfico (Serie Oriental SE). Paleozoico: Rocas caracterizadas por un metamorfismo de baja presión y alta temperatura en la Serie Oriental, y por metamorfismo de alta presión y baja temperatura en la Serie Occidental. La base de esta unidad es desconocida, y su techo lo constituyen, parcialmente, las unidades estratificadas que corresponden a rocas sedimentarias del Cretácico y Terciario, que la sobreyacen en discordancia angular y de erosión. Las rocas metamórficas que se distribuyen en la región más occidental del área, como una franja prácticamente continua de dirección general NNE- SSW, corresponden a la Serie Oriental, compuesta por esquistos, filitas, gneises y metareniscas. Basamento Intrusivo (Batolito de la Costa, Pzg). Paleozoico-Triásico inf.: Rocas intrusivas del Paleozoico-Triásico inferior. Se distribuye como una franja continua de dirección general NNE-SSW, conformando gran parte de la Cordillera de la Costa. Integrado por un complejo plutónico cuya composición varía entre tonalita y granodiorita, con sectores menos extensos de diorita cuarcífera y granito. Estas rocas han sido sometidas a intensos fenómenos cataclásticos, evidenciados en el fracturamiento de cristales de cuarzo y feldespato. 61

62 Tiene una relación de contacto intrusivo con las rocas del Basamento Metamórfico e infrayace de forma discordante erosiva, a las series sedimentarias y sedimentario-volcánicas del Triásico. Formación sedimentaria Plio-Cuaternaria (PPlm): Comprende sedimentitas lagunares y fluviales, representadas por areniscas tobáceas, limonitas y conglomerados, con intercalaciones de arcillolitas y tobas. El aporte es principalmente andesítico en las areniscas. Corresponde a la Formación Mininco. Se distribuye en la Depresión Central, y los afloramientos se observan en los valles de los ríos y esteros. En la zona de estudio afloran en la zona de confluencia entre el río Itata y el Ñuble. Sedimentos de Terrazas Marinas (Plhstm). Cuaternario: Terrazas de abrasión marina, cubiertas por sedimentos arenosos y limosos, parcialmente estratificados, compuestos por material proveniente de las erupciones volcánicas de la Cordillera Andina. Sedimentos de Terrazas Fluviales (Hstf). Cuaternario: Depósitos sedimentarios, que se distribuyen en los valles de los ríos, constituyendo amplios niveles aterrazados. Compuestos por gravas y ripios, con clastos redondeados a subredondeados de andesitas y granitos de diámetro entre los 8 y 30 cm, con fracciones variables de arenas y limos. Espesores máximos alcanzan los 20 m. Sedimentos de Valles Actuales (Hsva). Cuaternario: materiales no consolidados, representados por gravas, ripios y arenas, que constituyen el relleno actual de los ríos y esteros. 62

63 Figura 20. Geología de la zona de Estudio COLUMNAS DE SONDEOS DISPONIBLES Se han obtenido 7 registros litológicos en la zona de estudio, 2 de ellos incluidos en el informe final de la Instalación de Piezómetros Operativos, regiones del Maule y Biobío, realizado por Compañía Chilena de Perforaciones Ltda. para la Dirección General de Aguas. Los otros 5 registros se han obtenido de los expedientes facilitados por la Dirección General de Aguas. Los piezómetros se ubican en la margen izquierda del río Itata, a 800 metros del cauce el piezómetro #5 y a 1400 metros el piezómetro #6. Tienen 30 y 33 metros de profundidad, respectivamente, y los materiales atravesados corresponden al relleno aluvial cuaternario compuesto por arenas, arcillas, maicillo y gravas. El piezómetro #6 atraviesa el basamento intrusivo a los 31 m de profundidad. 63

64 Tabla 14. Expedientes con registros litológicos en la zona de estudio Expte. Propietario pozo Este Norte Datum Huso Prof. ND ESSBIO S.A ND SOCIEDAD AGRICOLA SANTA RITA LTDA SOC. AGRICOLA Y ND FORESTAL LOMAS DE QUINCHAMALI COMITE DE AP RURAL DE EL CENTRO- ND CEMENTERIO DOMINGA VIDAL ND PLACENCIA Figura 21. Columna litológica del piezómetro #5. 64

65 Figura 22. Columna litológica del piezómetro #6. Los registros litológicos de los otros sondeos se incluyen en la tabla siguiente: Sondeo Tabla 15. Registros litológicos en la zona de estudio Prof. Inicial (m) Prof. Final (m) Tierra vegetal Descripción ,5 Ripio, bolones, arena y arcilla ,5 22,5 Grava, arcilla, arena y limo ,5 24 Arcilla ,5 Arcilla, limo, poca grava 65

66 Sondeo Tabla 15. Registros litológicos en la zona de estudio Prof. Inicial (m) Prof. Final (m) ,5 54 Arcilla, poca arena Arena, poca arcilla Arcilla, poca arena, limo Descripción Arcilla, arena gruesa, poca grava Arena, grava, poco limo Arcilla, arena gruesa ,8 Tierra vegetal ,8 5 Franco limoso Grava y arena gruesa Grava y arena fina % arena y 50 % arcilla Arena fina, arcilla Arcilla, arena Arena, arcilla, tosca Arena, arcilla ,6 Arena gruesa, tosca ,6 28 Arena gruesa, grava, arcilla Arcilla, arena fina desconocido Arcilla, arena gruesa desconocido desconocido Arena gruesa, arcilla Arena gruesa, grava, arcilla Arena gruesa, grava Arena gruesa, grava, arcilla Arena fina, arcilla Arcilla, arena fina ,3 Tierra vegetal ,3 7 Arena muy fina, limo arcilloso ,5 Arena fina a gruesa ,5 13 Arena fina a gruesa, grava fina a media, arcilla ,1 Arena fina, limo arcilloso Arena gruesa a fina, grava fina a gruesa, bolón, ,1 23 arcilla Grava gruesa a fina, bolón, arena gruesa ,5 Grava media a fina, arena fina a media, arcilla ,5 28 Arena fina a media, maicillo Arena fina a media, maicillo, material descompuesto 66

67 Tabla 15. Registros litológicos en la zona de estudio Sondeo Prof. Inicial (m) Prof. Final (m) ,1 Tierra vegetal ,1 4 Arena fina Arena media Arena gruesa Descripción 7.4. FORMACIONES PERMEABLES Atendiendo a la estratigrafía de la zona de estudio, se pueden agrupar las distintas formaciones en función de su comportamiento hidrogeológico: Basamento: Corresponde a la formación de muy baja permeabilidad sobre la cual se depositan los materiales sedimentarios de edad Cuaternario. Se incluyen en esta unidad el Basamento Intrusivo y el Basamento Metamórfico. Desde el punto de vista hidrogeológico se consideran prácticamente impermeables, aunque debido a la alta meteorización superficial a la que se exponen pueden actuar como acuíferos superficiales de poco espesor y bajo rendimiento hidráulico. Depósitos de baja permeabilidad: Estos depósitos se asimilan a la formación Mininco, ya que esta formación la constituyen en su mayor parte materiales consolidados. Depósitos de alta permeabilidad: Esta formación constituye el acuífero principal, ya que es el que mejores características hidráulicas posee. Está formado por materiales detríticos no consolidados de origen mayoritariamente fluvial así como los depósitos de terrazas marinas. 67

68 68

69 8. ESTUDIO DE PROSPECCIÓN GEOFÍSICA 8.1. INTRODUCCIÓN Con el objetivo de servir de apoyo para la caracterización geológica y geométrica del acuífero Itata Bajo, se ha realizado un estudio de prospección geofísica con el método eléctrico de Sondeos Eléctricos Verticales. En dicho estudio se ha localizado la profundidad del basamento rocoso del acuífero en los distintos puntos investigados, además de detectar distintas formaciones geológicas que conforman el relleno sedimentario suprayacente ELECCIÓN DEL MÉTODO DE PROSPECCIÓN GEOFÍSICA Con anterioridad a la planificación de la campaña de prospección geofísica se hizo un breve análisis del tipo de acuífero a investigar, así como de la realidad física del terreno, con el objetivo de elegir el método de prospección más adecuado tanto a los materiales a investigar como el de mejor viabilidad en el proceso de ejecución. La geología del acuífero Itata Bajo, tal y como se ha mencionado anteriormente, corresponde a un relleno sedimentario no consolidado que descansa sobre un basamento intrusivo y metamórfico. Si se induce una corriente eléctrica en estos materiales, se observan fuertes contrastes en la respuesta obtenida, debido a las características tan particulares de cada uno de los mismos. Por este motivo resulta apropiado la utilización de un método de prospección geofísica de tipo eléctrico. Por otro lado, los métodos eléctricos son capaces de detectar la posición de la napa (contacto zona no saturada-zona saturada), lo cual confiere una mayor información al conjunto de datos a emplear en el modelo hidrogeológico. De forma adicional, al tratarse de un acuífero costero, el empleo de un método eléctrico permitiría la posibilidad de definir la cuña de intrusión salina. 69

70 La presencia de tendidos eléctricos por gran parte de la zona de estudio y el espacio útil para la realización de las prospecciones desaconsejaron la utilización de métodos electromagnéticos (TEM), que también dan relación de resistividades eléctricas. Aunque la tomografía eléctrica resulta un método eléctrico con alta capacidad de definición para los materiales de la zona de estudio, se desestimó debido a las dimensiones de la zona de estudio, que hacía que una campaña de tomografía eléctrica fuese totalmente inviable para el objeto del presente estudio. El método que mejor reúne los requisitos para las presentes condiciones era el de Sondeos Eléctricos Verticales (SEV), cuyo registro de datos en terreno resulta confiable, motivo por el cual fue el elegido para la realización de la presente campaña de prospección geofísica METODOLOGÍA E INSTRUMENTACIÓN Los sondeos eléctricos verticales SEVs son una técnica geofísica perteneciente al grupo de los métodos eléctricos en corriente continua (geoeléctrica). Consiste fundamentalmente en introducir corriente eléctrica a través de dos electrodos de corriente (A y B) y registrar la diferencia de potencial en un punto mediante dos electrodos de potencial (M y N), como se muestra en la Figura 23. Figura 23. Distribución de cuadripolos para un dispositivo simétrico de prospección geoeléctrica. En la realización de los SEVs los electrodos de corriente se van desplazando registrándose medidas de intensidad I y diferencia de potencial V para cada 70

71 una de las posiciones con las que se calcularán las resistividades aparentes de los materiales (ver Figura 24). Figura 24. Relación de la resistividad aparente con el posicionamiento del cuadripolo y los valores obtenidos de intensidad I y diferencia de potencial V. Finalmente se obtienen una gráfica resistividad aparente distancia AB a partir de la cual se definirá el número de capas, junto con sus profundidades, espesores y valores de resistividad real de los materiales (ver Figura 25) [ohm m] AB/2 [m] 1000 Figura 25. Inversión de sondeo eléctrico vertical SEV. El equipo geofísico de prospección geoeléctrica empleado ha sido un Syscal R1 Plus Switch 72 marca Iris Instruments que posee las siguientes características: Modelo Resistividad Espesor Profundidad [ohm m] [m] [m]

72 Sistema compacto de transmisor, receptor y generador en el mismo aparato. Voltajes de salida de hasta 600V. Potencias de salida de 200W. Intensidades máximas de hasta 2.5 A. Precisión de medidas de voltaje e intensidad de 0.5%. Compensación automática del potencial espontáneo. Control de ruidos mediante selección de stacks (entre 1 y 255). Medidas de polarización inducida y cargabilidad. Memoria interna para 2700 medidas. Baterías internas recargables de 12V. Posibilidad de conexión a batería externa. Sistema automático de elección de electrodos y rangos de medida mediante microprocesador. Etc. Además, se necesitaron diversos accesorios para la realización de los SEVs: cables específicos para sondeos eléctricos verticales largos (AB 1000 metros), electrodos o picas, mazas, baterías, etc. Para el proceso de procesado e inversión de datos se empleó el programa WinSEV 6.0 de Geo2X. Figura 26. Equipo geoeléctrico Syscal R1 Plus SW72 (Iris Instruments). 72

73 8.4. CAMPAÑA DE TERRENO Se realizó un total de 45 sondeos eléctricos verticales (SEVs) con AB comprendidos entre 400 y 1000 metros (dependiendo de la disponibilidad espacia y de la detección o no del basamento). Los SEVs se midieron con dispositivo simétrico tipo Schlumberger y diez medidas por ciclo decimal. Para obtener buenas lecturas se emplearon separaciones MN de 1m, 10m y 50m. La ubicación de los sondeos eléctricos se muestra en el plano 1. En la tabla siguiente se indica la ubicación de cada SEV en coordenadas UTM WGS84 huso 19S, la cota, longitud AB y orientación de las alas. Tabla 16. Información sobre los SEVs realizados durante el mes de Julio de ENSAYO X UTM Y UTM Z (msnm) LONGITUD AB (m) ORIENTACIÓN SEV ,5 500 SE-NW SEV ,0 632 S-N SEV ,0 632 SE-NW SEV ,5 500 SE-NW SEV ,0 632 SE-NW SEV ,5 500 SE-NW SEV ,0 632 E-W SEV ,0 400 SW-NE SEV ,0 500 SW-NE SEV ,0 500 SSW-NNE SEV ,0 500 ESE-WNW SEV , SE-NW SEV ,0 632 SSE-NNW SEV ,0 500 E-W SEV ,5 632 S-N SEV ,0 800 S-N SEV ,0 800 S-N SEV ,0 632 E-W SEV ,0 800 SW-NE SEV ,0 800 SSW-NNE SEV ,0 800 E-W SEV ,0 800 ESE-WNW SEV ,0 400 E-W SEV ,0 632 ENE-WSW 73

74 Tabla 16. Información sobre los SEVs realizados durante el mes de Julio de ENSAYO X UTM Y UTM Z (msnm) LONGITUD AB (m) ORIENTACIÓN SEV ,0 500 S-N SEV ,0 500 SW-NE SEV ,5 800 ESE-WNW SEV ,0 632 SW-NE SEV , SE-NW SEV ,0 632 S-N SEV ,0 632 E-W SEV ,0 500 ESE-WNW SEV ,5 800 E-W SEV , SW-NE SEV ,0 632 SW-NE SEV , ESE-WNW SEV , E-W SEV ,0 800 SSW-NNE SEV ,0 800 S-N SEV ,0 632 ESE-WNW SEV ,0 632 ESE-WNW SEV ,0 500 ENE-WSW SEV ,0 500 SE-NW SEV ,0 632 SE-NW SEV ,0 800 SE-NW La ubicación y distribución de las investigaciones se realizó tratando de cubrir la totalidad del acuífero a estudiar y con la finalidad de poder realizar perfiles transversales y longitudinales del acuífero. Se prestó especial atención a la ubicación de investigaciones tanto a la zona de inicio del modelo, aguas arriba, como a la zona de desembocadura, ya que para la construcción de un modelo numérico resulta de especial interés una correcta definición geométrica del acuífero en límites abiertos. La realización del trabajo de terreno se llevó a cabo atendiendo al siguiente procedimiento: Posicionamiento del SEV. Se sitúa el centro del dispositivo mediante una estaca y se define la dirección de ambas alas evitándose, en la medida de lo posible, cambios laterales y desniveles topográficos. 74

75 Colocación de los distintos MN y primera posición del AB en campo. Se clavan los distintos MN y el AB en su primera posición asegurándose que presentan buenas resistencias de contacto. Lecturas según la secuencia de medidas planificada. Se realizan lecturas para los distintos AB con sus correspondientes MN asegurando su buena calidad (tiempos largos de medida con varias repeticiones por medida, buen factor de calidad Q y repeticiones regulares para corroborar la bondad de las mismas) y manteniendo un control del gráfico del SEV. En caso de lecturas bajas de diferencia de potencial se mejorará la inyección clavando más los electrodos y/o regándolos con agua salada. Control de posibles fugas. Control regular de posibles fugas en los electrodos de corriente mediante el seguimiento del gráfico y medidas prueba. Solape de los distintos MN. Los solapes para las distintas separaciones MN se realizan en dos medidas para comprobar su bondad y poder hacer una buena corrección de los datos obtenidos. El trabajo de campo se desarrolló dentro de lo previsto. Los niveles de ruido eléctrico en la zona de estudio fueron bastante bajos, lo que permitió, incluso en zonas de bajas lecturas de diferencia de potencial, obtener medidas geoeléctricas de buena calidad. Las principales dificultades se tuvieron en la zona de desembocadura del río Itata debido a las bajísimas resistividades eléctricas asociadas a la intrusión marina, cuestión que se solventó mejorando al máximo la inyección de corriente en el terreno regando abundantemente los electrodos A y B con agua salada. Apenas se detectaron cambios litológicos laterales, ya que las curvas de interpretación de los SEVs dibujan contornos suaves. Un ensayo (SEV-8) quedó condicionado en cuanto a su apertura de ala por el poco espacio disponible en su ubicación, no obstante, ésta fue suficiente para detectar la profundidad del basamento rocoso. 75

76 8.5. PROCESADO E INVERSIÓN DE DATOS Una vez realizada la toma de datos en campo se pasa al procesado e inversión de los mismos en gabinete. Dentro de esta etapa podemos destacar: Corrección de los valores de resistividad aparente obtenidos en campo de acuerdo con los solapes de los distintos MN. Modelo inicial obtenido por el programa WinSEV 6.0 sin incluir información adicional. El programa proporciona un modelo inicial simple que ajuste debidamente los datos de campo. Interpretación, de acuerdo a la información geológica disponible, modificando los distintos parámetros de este modelo inicial (número de capas, resistividad eléctrica de las mismas, espesores y profundidades) para obtener modelos mejorados. Si por cualquier motivo (contacto más profundo de lo esperado, escasa penetración del SEV, ) no se alcanzara el contacto objetivo el interpretador podrá hacer una estimación de profundidad mínima del mismo mediante la introducción en el modelo de valores de resistividad aparente esperada. Como se ha mencionado anteriormente, los datos de terreno adquiridos resultaron no mostrar anomalías, lo que permitió obtener modelos geoeléctricos con buen ajuste. Los empalmes son coherentes, las curvas son interpretables, y no existen medidas discordantes con las tendencias, salvo algún caso puntual, en el que se observan ligeros cambios laterales que no distorsionan de manera significativa la tendencia seguida por la curva y que, por lo tanto, no tienen gran influencia en el modelo final obtenido RESULTADOS La interpretación geofísica de los SEVs se presenta en la lámina 1 donde los gráficos muestran las resistividades aparentes utilizadas para el modelo (cuadrados negros), corregidas de acuerdo con los empalmes MN, el modelo final (línea roja) y la curva de ajuste de este modelo (curva en color negro). 76

77 El comportamiento geoeléctrico de los distintos materiales presentes en la zona sería el siguiente: Depósitos detríticos no consolidados cuaternarios: Como norma general para estos materiales la resistividad eléctrica decrece con la disminución del tamaño de grano medio de la litología, pudiéndose dar valores, en ausencia de agua, desde pocas decenas de ohmios*metro (arcillas y limos) hasta varios cientos (arenas gruesas y gravas) o incluso algunos miles (bolos). La presencia de agua y su salinidad condiciona, principalmente en el caso de agua salada, de manera importante los valores resistividad eléctrica que presentan los materiales detríticos. De esta forma y para una misma litología, ésta será menos resistiva si tiene presencia de agua dulce y significativamente menos resistiva si alberga agua salada. Depósitos Plio-Cuaternarios consolidados: presentarán en general resistividades más altas que los depósitos no consolidados. Basamento rocoso: Los valores de resistividad eléctrica esperados para el basamento intrusivo (granodioritas y tonalitas) serán mucho más altos que el de los materiales suprayacentes (detríticos no consolidados) mientras que el del metamórfico (esquistos, filitas y metaareniscas) será sensiblemente inferior. Algunos de estos valores han sido corroborados con la columna del piezómetro #6 que se encuentra a unos 600 metros del SEV nº 42, relativamente cerca y a cota similar (42 msnm). Dicha correlación se muestra en la figura siguiente: 77

78 Suelo o detrítico de grano fino Detrítico de grano grueso Basamento intrusivo Figura 27. Correlación entre piezómetro #6 y SEV nº 42. Respecto al piezómetro #5, éste se encuentra a 2 km del SEV más cercano, y no atraviesa el basamento, por lo que no se puede establecer una correlación fiable con los materiales atravesados. Por otro lado, también se ha realizado una correlación de la columna del sondaje 2501 con los SEV 43 y 44, cuya disposición se presenta en la figura siguiente: 78

79 Figura 28. Ubicación de los SEV 43 y 44 y del sondaje Dicha correlación se presenta a continuación: 79

80 0 SEV SONDAJE 2501 SEV Arena muy fina, limo arcilloso Detrítico grano fino Arena fina a gruesa Arena fina a gruesa, grava fina a media, arcilla Detrítico grano fino 27 Arena fina, limo arcilloso 20 Detrítico grano medio-grueso Arena gruesa a fina, grava fina a gruesa, bolón, arcilla Grava gruesa a fina, bolón, arena gruesa Arena fina a media, maicillo, material descompuesto Basamento intrusivo Basamento intrusivo Figura 29. Correlación entre los SEV 43 y 44 y el sondaje

81 Como se observa en la correlación realizada, los materiales detríticos de grano fino corresponden a resistividades bajas frente a los depósitos de grano grueso cuya resistividad es superior. Se presentan a continuación los resultados obtenidos para los 45 SEVs realizados en este estudio. En las tablas de resultados se describen las capas detectadas con su resistividad eléctrica (ohm*m), espesores (m), cotas (m.s.n.m.) y atribución geológica. En el presente informe no se realizan las atribuciones geológicas respecto a las resistividades, salvo algunas muy claras que reflejan el basamento, ya que falta contrastar esta información con la de columnas de sondajes existentes y recopilación de trabajo de terreno actualmente en ejecución. SEV X UTM Y UTM Z Tabla 17. Resultados de la campaña geofísica. Long. AB (m) ,5 500, ,0 632, ,0 632, ,5 500,0 Prof. Inicial (m) Prof. Final (m) Espesor (m) Resist. Ʊm 0,0 1,3 1, ,3 13,0 11, ,0 84,0 71, , ,0 1,0 1, ,0 19,0 18, ,0 37,0 18, ,0 126,0 89, , ,0 1,7 1, ,7 15,0 13, ,0 60,0 45, , ,0 1,0 1, ,0 2,3 1, ,3 11,0 8, ,0 13,0 2, ,0 164,0 151, , Atribución geológica Basamento intrusivo Basamento intrusivo Basamento intrusivo Basamento intrusivo 81

82 SEV X UTM Y UTM Z Tabla 17. Resultados de la campaña geofísica. Long. AB (m) ,0 632, ,5 500, ,0 632, ,0 400, ,0 500, ,0 500, ,0 500, ,0 1000,0 Prof. Inicial (m) Prof. Final (m) Espesor (m) Resist. Ʊm 0,0 4,1 4, ,1 17,0 12, ,0 86,0 69, ,0 115,0 29, , ,0 2,0 2, ,0 2,8 0,8 95 2,8 10,0 7, ,0 54,0 44, , ,0 0,5 0, ,5 2,1 1, ,1 26,0 23, ,0 56,0 30, , ,0 2,4 2, ,4 6,9 4,5 48 6,9 49,0 42, , ,0 2,8 2, ,8 21,0 18, , ,0 1,5 1,5 60 1,5 5,1 3, ,1 6,3 1,2 39 6,3 32,0 25,7 3 32,0 71 0,0 0,9 0, ,9 2,4 1,6 17 2,4 3,0 0, , ,0 632,0 0,0 0,6 0,6 658 Atribución geológica Basamento intrusivo Basamento intrusivo Basamento intrusivo Basamento intrusivo Basamento intrusivo Basamento metamórfico 3, ,0 4,7 4, ,7 55,0 50,3 151 Basamento 55,0 278,0 223,0 94 metamórfico Basamento intrusivo 82

83 SEV X UTM Y UTM Z Tabla 17. Resultados de la campaña geofísica. Long. AB (m) ,0 1000, ,5 500, ,0 500, ,0 800, ,0 500, ,0 800, ,0 800, ,0 800,0 Prof. Inicial (m) Prof. Final (m) Espesor (m) Resist. Ʊm 0,6 5,7 5, ,7 20,0 14, ,0 128,0 108, , ,0 0,9 0, ,9 2,7 1, ,7 6,8 4, ,8 18,0 11, ,0 91,0 73, , ,0 0,8 0, ,8 21,0 20, ,0 64,0 43, ,0 77,0 13, , ,0 1,3 1, ,3 5,6 4,3 28 5,6 15,0 9, ,0 61,0 46, ,0 78,0 17, , ,0 1,7 1, ,7 187,0 185, ,0 80 0,0 1,4 1, ,4 46,0 44, ,0 25 0,0 1,3 1,3 63 1,3 8,4 7, ,4 47 0,0 4,4 4,4 55 4,4 17,0 12, ,0 129,0 112, , ,0 4,9 4, ,9 15,0 10, ,0 23,0 8, ,0 143,0 120,0 20 Atribución geológica Basamento intrusivo Basamento intrusivo Basamento intrusivo Basamento metamórfico Basamento metamórfico 83

84 SEV X UTM Y UTM Z Tabla 17. Resultados de la campaña geofísica. Long. AB (m) ,0 800, ,0 500, ,0 800, ,0 800, ,0 800, ,5 800, ,0 632, ,0 1000, ,0 632,0 Prof. Inicial (m) Prof. Final (m) Espesor (m) Resist. Ʊm 143, ,0 1,5 1,5 73 1,5 9,2 7, ,2 60,0 50, , ,0 1,7 1, ,7 13,0 11, ,0 31,0 18, ,0 37,0 6, ,0 15 0,0 0,3 0,3 10 0,3 1,4 1, ,4 6,1 4,7 34 6,1 68,0 61, , ,0 6,3 6,3 53 6,3 76,0 69, , ,0 2,2 2, ,2 5,5 3,3 99 5,5 108,0 102, , ,0 1,6 1, ,6 16,0 14, ,0 137,0 121, , ,0 1,1 1,1 97 1,1 7,5 6, ,5 182,0 174, , ,0 1,1 1, ,1 19,0 17, ,0 145,0 126, , ,0 1,4 1,4 36 1,4 10,0 8,6 129 Atribución geológica Basamento metamórfico Basamento intrusivo Basamento metamórfico Basamento intrusivo Basamento intrusivo Basamento intrusivo Basamento intrusivo Basamento intrusivo 84

85 SEV X UTM Y UTM Z Tabla 17. Resultados de la campaña geofísica. Long. AB (m) ,0 632, ,0 632, ,5 800, ,0 632, ,0 632, ,0 1000, ,0 1000, ,0 800,0 Prof. Inicial (m) Prof. Final (m) Espesor (m) Resist. Ʊm 10,0 155,0 145, , ,0 0,4 0, ,4 63,0 62, ,0 104,0 41, , ,0 0,1 0,1 62 0,1 2,3 2, ,3 26,0 23, ,0 132,0 106, , ,0 0,3 0, ,3 9,2 8,9 21 9,2 41,0 31, , ,0 1,5 1, ,5 6,4 4, ,4 54,0 47, ,0 167,0 113, , ,0 0,7 0, ,7 5,8 5, ,8 21,0 15, , ,0 1,3 1, ,3 26,0 24, ,0 135,0 109, , ,0 2,2 2, ,2 13,0 10, ,0 38,0 25, ,0 180,0 142, ,0 195,0 15, , ,0 1,6 1, ,6 11,0 9,4 21 Atribución geológica Basamento intrusivo Basamento intrusivo Basamento intrusivo Basamento intrusivo Basamento intrusivo Basamento intrusivo Basamento intrusivo Basamento intrusivo 85

86 SEV X UTM Y UTM Z Tabla 17. Resultados de la campaña geofísica. Long. AB (m) ,0 632, ,0 632, ,0 632, ,0 500, ,0 1000, ,0 632, ,0 800,0 Prof. Inicial (m) Prof. Final (m) Espesor (m) Resist. Ʊm 11, ,0 1,6 1, ,6 9,1 7, ,1 118,0 108, , ,0 1,0 1, ,0 3,6 2,7 49 3,6 47,0 43, ,0 89,0 42, ,0 113,0 24,0 158 Atribución geológica Basamento intrusivo Basamento intrusivo 118, ,0 1,4 1, ,4 15,8 14, ,8 16,0 0,2 259 Basamento 16, intrusivo 0,0 1,2 1, ,2 9,3 8, ,3 64,0 54,7 389 Basamento 64, intrusivo Tierra 0,0 1,1 1,1 102 vegetal Detrítico 1,1 3,6 2, grano grueso Detrítico 3,6 26,0 22,4 69 grano fino Basamento 26, intrusivo Tierra 0,0 1,6 1,6 227 vegetal Detrítico 1,6 16,0 14,4 74 grano fino Detrítico 16,0 54,0 38,0 428 grano grueso Basamento 54, intrusivo Tierra 0,0 0,9 0,9 262 vegetal Detrítico 0,9 19,0 18,2 27 grano fino Basamento intrusivo 86

87 SEV X UTM Y UTM Z Tabla 17. Resultados de la campaña geofísica. Long. AB (m) Prof. Inicial (m) Prof. Final (m) Espesor (m) Resist. Ʊm 113, Atribución geológica Basamento intrusivo 87

88 88

89 9. CARACTERIZACIÓN HIDROGEOLÓGICA Y MODELO CONCEPTUAL 9.1. CARACTERIZACIÓN DEL ACUÍFERO FORMACIONES PERMEABLES Atendiendo a la estratigrafía de la zona de estudio, se pueden agrupar las distintas formaciones en función de su comportamiento hidrogeológico: Basamento: Corresponde a la formación de muy baja permeabilidad sobre la cual se depositan los materiales sedimentarios de edad Cuaternario. Se incluyen en esta unidad el Basamento Intrusivo y el Basamento Metamórfico. Desde el punto de vista hidrogeológico se consideran prácticamente impermeables, aunque debido a la alta meteorización superficial a la que se exponen pueden actuar como acuíferos superficiales de poco espesor y bajo rendimiento hidráulico. Depósitos de baja permeabilidad: Estos depósitos se asimilan a la formación Mininco, ya que esta formación la constituyen en su mayor parte materiales consolidados. Depósitos de alta permeabilidad: Esta formación constituye el acuífero principal, ya que es el que mejores características hidráulicas posee. Está formado por materiales detríticos no consolidados de origen mayoritariamente fluvial, así como los depósitos de terrazas marinas GEOMETRÍA DEL ACUÍFERO TOPOGRAFÍA SUPERFICIAL El acuífero Itata Bajo discurre por un valle de suave pendiente rodeado de elevaciones montañosas. 89

90 BASAMENTO Figura 30. Topografía superficial La determinación de la posición del basamento se ha realizado principalmente con la interpolación de perfiles geofísicos realizados, contrastados con las observaciones realizadas en terreno y la información geológica existente. Se muestran a continuación un mapa de la cota del basamento y una serie de figuras con algunos de los perfiles hidrogeológicos realizados, en los cuales la información se sintetiza en acuífero detrítico (formación de alta y baja permeabilidad), y basamento (metamórfico e intrusivo). Asimismo, se han incorporado a los perfiles la posición del nivel estático obtenido durante la campaña de terreno. 90

91 Figura 31. Basamento del acuífero Itata Bajo 91

92 Figura 32. Perfil 1-1 Figura 33. Perfil

93 Figura 34. Perfil 5-5 Figura 35. Perfil

94 Figura 36. Perfil 9-9 Figura 37. Perfil

95 Figura 38. Perfil Figura 39. Perfil

96 LÍMITES DEL SISTEMA Figura 40. Perfil El acuífero Itata Bajo está limitado por el contacto con el basamento impermeable, el cual no se puede considerar como un sistema cerrado puesto que éste le cede agua de forma subsuperficial al acuífero detrítico. El sistema se considera abierto en las siguientes zonas (ver Figura 41): Confluencia con el río Ñuble, donde tanto el acuífero del río Itata como el del río Ñuble presentan continuidad hacia aguas arriba. Confluencia con el río Lonquen, donde, al igual que con el río Ñuble, hay una conexión hidráulica con el relleno aluvial de éste. Desembocadura, considerado como la descarga natural del sistema. 96

97 9.2. PARÁMETROS ELÁSTICOS Figura 41. Límites del sistema Itata-bajo RECOPILACIÓN DE PARÁMETROS ELÁSTICOS Resulta de especial interés establecer de manera precisa los parámetros elásticos del acuífero, ya que su correcta definición es vital para obtener un buen ajuste en la calibración del modelo numérico, tanto desde el punto de vista del funcionamiento hidráulico, como para la evaluación del flujo de agua subterránea. Los parámetros elásticos, transmisividad y coeficiente de almacenamiento, sólo se obtienen de la interpretación de ensayos de bombeo, y cuando no existen, o son escasos, es habitual utilizar aproximaciones basadas en el caudal específico del pozo, como la Thiem o Galofré, donde también intervienen otros factores, como depresiones asociadas a pérdidas de carga en el pozo y zona próxima del acuífero, que pueden desviar notablemente los valores respecto a los reales, por 97

98 lo que siempre deben estar contrastados o utilizarse como referencias, pero no como únicos valores. En el trabajo realizado por AQUATERRA INGENIEROS LIMITADA para la DGA, se realizó una interpretación de las curvas de bombeo de los expedientes con dicha información. Se incluyen a continuación los resultados obtenidos para los pozos ubicados en el acuífero Itata Bajo: Tabla 18. Transmisividad del acuífero Itata Bajo. Fuente: Estudio hidrogeológico Itata y Biobío. AQUATERRA INGENIEROS LTDA. Expediente X Y T (m 2 /d) Expediente X Y T (m 2 /d) ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND

99 Tabla 18. Transmisividad del acuífero Itata Bajo. Fuente: Estudio hidrogeológico Itata y Biobío. AQUATERRA INGENIEROS LTDA. Expediente X Y T (m 2 /d) Expediente X Y T (m 2 /d) ND ND ND ND ND Asimismo, para verificar los parámetros recopilados, se han reinterpretado algunos de las pruebas de gasto constante de las cuales se dispone de la información de origen, y se han obtenido parámetros de coeficiente de almacenamiento. Para realizar esta tarea se ha empleado el software Pibe 2.0, desarrollado por el departamento Ciclo Hídrico de la Diputación de Alicante (España), el cual permite simular los descensos producidos en un pozo a partir de un caudal de bombeo, con diferentes métodos: Theis, Hantush y Neuman CÁLCULO DE PARÁMETROS ELÁSTICOS A los efectos de verificar los parámetros elásticos recopilados, se han reinterpretado varios ensayos de bombeo, de los cuales se disponía de información de descensos frente a tiempo y caudales de bombeo. Reinterpretación de la prueba de gasto del expediente ND En este pozo se realizó una prueba de gasto constante a 50 l/s durante 24 horas. Los datos obtenidos durante la misma fueron los siguientes: Tabla 19. Prueba de gasto constante expte. ND Tiempo Profundidad Tiempo Profundidad (seg) (m) (seg) (m) 0 14, , , , , ,6 99

100 Tabla 19. Prueba de gasto constante expte. ND Tiempo Profundidad Tiempo Profundidad (seg) (m) (seg) (m) , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,0 Se han incorporado estos datos al software de interpretación mencionado y se obtuvo el siguiente ajuste: 100

101 Figura 42. Interpretación de la prueba de gasto constante del pozo ND-1421 Según el ajuste obtenido se obtiene una transmisividad de 48 m 2 /d, prácticamente idéntica a la ofrecida por el estudio de AQUATERA (51 m 2 /d), para un coeficiente de almacenamiento de 0,2. Reinterpretación de la prueba de gasto del expediente ND En este pozo se realizó una prueba de gasto constante a 15 l/s durante 24 horas. Los datos obtenidos durante la misma fueron los siguientes: Tabla 20. Prueba de gasto constante expte. ND Tiempo (seg) Profundidad (m) Tiempo (seg) Profundidad (m) 0 3, , , , , , , , , , , , , , , , , ,03 101

102 Tabla 20. Prueba de gasto constante expte. ND Tiempo (seg) Profundidad (m) Tiempo (seg) Profundidad (m) 540 6, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,03 Tras la interpretación se obtuvo un valor de 401 m 2 /d para la transmisividad y de 0.05 para el coeficiente de almacenamiento. En los antecedentes analizados la transmisividad asciende a 886 m 2 /d, mayor que la interpretada en el presente estudio. El ajuste gráfico de esta prueba es el siguiente: 102

103 Figura 43. Interpretación de la prueba de gasto constante del pozo ND-1459 Reinterpretación de la prueba de gasto del expediente ND En este pozo se realizó una prueba de gasto constante a 45 l/s durante 24 horas. En este ensayo se ha obtenido una transmisividad de 90 m 2 /d, y un coeficiente de almacenamiento de 0,05. En los antecedentes analizados se obtuvo una transmisividad de m 2 /d. Figura 44. Interpretación de la prueba de gasto constante del pozo ND

104 AQUATERRA INGENIEROS LTDA. realizó una interpretación de los datos obtenidos durante la prueba mediante el software Aquifer Test versión 2.5, determinando la transmisividad utilizando los métodos de Cooper Jacob y Theis, donde el ajuste se realiza a una recta cuando la curva de gasto presenta un régimen transitorio, y sin tener en cuenta el coeficiente de almacenamiento del acuífero. En el momento en el que el régimen comienza a ser estacionario, es decir, los descensos se mantienen constantes con el tiempo y la gráfica de descensos frente al tiempo comienza a ser asintótica, el ajuste no puede ser lineal, sino que se debe tratar de ajustar a dicha gráfica. Este ajuste sólo puede hacerse teniendo en cuenta otros parámetros además de la transmisividad del acuífero, como por ejemplo el coeficiente de almacenamiento. El método empleado en el presente estudio (Hantush, con el software PIBE 2.0) ha permitido introducir valores de coeficiente de almacenamiento para ajustar a la gráfica obtenida a partir de la prueba de gasto realizada. Asimismo, se ha obtenido un buen ajuste ya que la línea calculada (azul en la Figura 44) es fiel a los datos observados (punteado verde en la misma figura). El emplear un método distinto e incluir un parámetro adicional (coeficiente de almacenamiento) puede ser el motivo de la disparidad entre el valor obtenido por AQUATERRA y el calculado en el presente Estudio. Reinterpretación de la prueba de gasto del expediente ND En este pozo se realizó una prueba de gasto constante a 6,3 l/s durante 24 horas. En este ensayo se ha obtenido una transmisividad de 18 m 2 /d y un coeficiente de almacenamiento de 0,25. En los antecedentes analizados se obtuvo una transmisividad de 30 m 2 /d. 104

105 Figura 45. Interpretación de la prueba de gasto constante del pozo ND-2271 Reinterpretación de la prueba de gasto del expediente ND En este pozo se realizó una prueba de gasto constante a 12 l/s durante 24 horas. La transmisividad obtenida ha sido 31 m 2 /d y el coeficiente de almacenamiento de 0,01. En los antecedentes analizados se obtuvo una transmisividad de 62 m 2 /d. Figura 46. Interpretación de la prueba de gasto constante del pozo ND-2532 Reinterpretación de la prueba de gasto del expediente ND

106 En este pozo se realizó una prueba de gasto constante a 20 l/s durante 24 horas. La transmisividad obtenida ha sido de 126 m 2 /d y el coeficiente de almacenamiento de 0,01. En los antecedentes analizados se obtuvo una transmisividad de 115 m 2 /d. Figura 47. Interpretación de la prueba de gasto constante del pozo ND-6429 Reinterpretación de la prueba de gasto del expediente ND En este pozo se realizó una prueba de gasto constante a 90 l/s durante 24 horas. La transmisividad obtenida ha sido de 139 m 2 /d y el coeficiente de almacenamiento de 0,3. En los antecedentes analizados se obtuvo una transmisividad de 236 m 2 /d. 106

107 Figura 48. Interpretación de la prueba de gasto constante del pozo ND-7135 Reinterpretación de la prueba de gasto del expediente ND En este pozo se realizó una prueba de gasto constante a 7,2 l/s durante 24 horas. La transmisividad obtenida ha sido de 9,5 m 2 /d y el coeficiente de almacenamiento de 0,4. En los antecedentes analizados se obtuvo una transmisividad de 13 m 2 /d. Figura 49. Interpretación de la prueba de gasto constante del pozo ND

108 Reinterpretación de la prueba de gasto del expediente ND En este pozo se realizó una prueba de gasto constante a 90 l/s durante 24 horas. La transmisividad obtenida ha sido de 108 m 2 /d y el coeficiente de almacenamiento de 0,01. En los antecedentes analizados se obtuvo una transmisividad de 97 m 2 /d. Figura 50. Interpretación de la prueba de gasto constante del pozo ND PARÁMETROS ELÁSTICOS OBTENIDOS Se incluye a continuación una tabla resumen de los parámetros elásticos obtenidos en el presente estudio: Tabla 21. Parámetros elásticos obtenidos Expediente X Y T (m 2 /d) S ND ,20 ND ,05 ND ,05 ND ,25 ND ,01 ND ,01 108

109 Expediente X Y T (m 2 /d) S ND ,30 ND ,40 ND , TRABAJO DE TERRENO Como actividad fundamental a llevar a cabo se consideró una campaña de terreno de medición de niveles de agua en las captaciones de la zona e este estudio, orientada a la generación de curvas equipotenciales. La campaña realizada fue exhaustiva y en ella se determinaron las captaciones subterráneas existentes en la zona de estudio (sondajes, punteras, etc.). Durante el catastro realizado se obtuvo información técnica de las captaciones de agua (profundidad de perforación, diámetro, características de los equipos de elevación, etc.), del uso del agua (volumen de explotación, tipo de uso, etc.), de las características hidráulicas (caudales explotación, nivel estático y dinámico, etc.), y de las características químicas del agua (conductividad, ph y temperatura). Asimismo, se tomaron muestras de agua las que fueron enviadas siguiendo la correcta cadena de custodia para su análisis en laboratorio. De forma adicional se realizaron reconocimientos litológicos puntuales para confirmar y/o modificar la cartografía geológica existente. Las fichas de las captaciones se incluyen en el Anexo 1 del presente documento CATRASTO DE CAPTACIONES SUBTERRÁNEAS Se catastraron 200 puntos de agua subterránea y se hizo una estimación de los usos y demandas de la zona. Asimismo, se realizaron encuestas para obtener la estimación total de captaciones en la zona y por tanto de explotación y uso del agua. 109

110 IDENTIFICACIÓN DE LOS PUNTOS DE AGUA CATASTRADOS Se incluye en el Anexo 2 detalle de la información obtenida de los puntos catastrados en terreno. Las coordenadas UTM corresponden al origen WGS84. Se presenta a continuación la distribución geográfica de los puntos catastrados: Figura 51. Distribución geográfica de las captaciones catastradas CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LOS POZOS CATASTRADOS Se incluye en el Anexo 2 las características técnicas relevantes de los pozos catastrados, tales como tipo de punto, profundidad de perforación, profundidad de habilitación, diámetros, potencia y tipo de bomba, etc. 110

111 En líneas generales son pozos de poca entidad (poca profundidad y bajo caudal de explotación), predominando las punteras como tipología principal. Tan solo se catastraron unos pocos sondeos de cierta profundidad (40-50 metros) CAMPAÑA DE PIEZOMETRÍA A continuación se incluyen los registros de nivel piezométrico estático y/o dinámicos, además de los caudales de bombeo, tomados durante la campaña de terreno realizada en agosto de Pozo X Y Tabla 22. Campaña de piezometría Cota (msnm) Cota Nivel Piezométrico (msnm) Q (l/s) PNPE (m) PNPD (m) Q esp. (l/s/m ) ,00 1,00 0,10 7, ,98 0,98 0,10 7, ,79 1,79 0,10 7, ,91 3,02 0,10 5, ,24 4,65 0,00 4, ,11 4,11 0,00 5, ,97 7,97 0,50 1, ,27 4,27 0,00 0, ,09 0,82 0,00 3, ,94 5,94 0,00 1, ,99 3,69 0,00 1, ,89 11,54 0,00 1, ,78 10,13 0,10 1, ,09 6,14 3,50 0, ,98 6,28 0,10 1, ,80 2,80 0,10 2, ,54 2,39 0,10 2, ,88-2,48 0,10 1, ,69 1,14 0,10 1, ,07-1,87 0,10 1, ,14 1,94 0,10 2, ,18-1,05 0,10 3, ,06-0,04 0,10 3, ,94 11,41 15,50 4,53 5,00 32, ,24 7,06 20,00 3,18 15,00 1, ,99 4,57 6,60 4,42 14,00 0, ,39 2,10 9,80 4,29 25,00 0, ,15 16,45 0,10 4, ,15 26,60 0,10 4,55 111

112 Pozo X Y Tabla 22. Campaña de piezometría Cota (msnm) Cota Nivel Piezométrico (msnm) Q (l/s) PNPE (m) ,00 25,30 0,10 5, ,00 25,30 0,10 0, ,94 24,34 0,00 1, ,84 25,92 0,20 3, ,05 28,60 0,20 1, ,88 31,88 0,10 0, ,36 33,86 0,00 0, ,28 24,68 1,00 5, ,05 37,55 0,50 1, ,21 34,21 0,50 5, ,36 36,11 0,10 0, ,64 41,64 0,10 0, ,76 26,46 0,00 2, ,90 60,60 0,10 1, ,53 30,53 0,10 0, ,68 42,68 0,00 0, ,35 32,05 0,00 6, ,22 75,17 0,20 1, ,67 73,37 0,10 3, ,42 85,27 0,10 2, ,92 50,47 0,50 4, ,57 29,22 0,00 11, ,06 29,61 0,50 3, ,50 28,50 1,00 1, ,92 38,92 1,00 1, ,34 38,34 0,00 0, ,44 29,44 0,00 0, ,00 25,00 0,00 0, ,67 26,77 0,20 1, ,54 41,04 0,20 5, ,72 31,72 3,00 6, ,86 13,61 0,00 11, ,74 28,54 0,00 17, ,86 43,16 0,00 1, ,80 63,80 0,10 1, ,76 72,16 0,00 0, ,42 48,42 0,50 0, ,30 42,00 0,50 0, ,88 43,33 3,00 1, ,16 52,16 3,00 0, ,33 10,33 0,00 36, ,68 13,68 0,00 23, ,53 68,53 35,00 8,00 PNPD (m) Q esp. (l/s/m ) 112

113 Pozo X Y Tabla 22. Campaña de piezometría Cota (msnm) Cota Nivel Piezométrico (msnm) Q (l/s) PNPE (m) ,19 21,19 15,00 8, ,36 24,36 15,00 8, ,86 28,74 0,00 5, ,88 25,78 0,00 5, ,75 22,95 11,70 6, ,58 23,78 6,80 6, ,67 5,67 2,00 25, ,86 44,86 7,00 3, ,21 44,21 0,50 0, ,91 44,91 0,50 1, ,01 31,01 0,50 0, ,23 38,23 0,00 0, ,42 25,42 2,00 7, ,12 23,27 0,20 0, ,85 72,15 0,10 6, ,67 82,67 0,10 0, ,56 61,56 0,10 13, ,09 90,84 0,50 2, ,06 87,06 0,10 0, ,91 94,36 0,10 0, ,00 106,75 0,10 0, ,00 111,35 0,10 3, ,00 119,00 0,50 0, ,00 116,00 0,10 1, ,00 107,00 0,10 6, ,00 114,00 0,10 0, ,00 151,00 0,50 0, ,00 110,20 0,10 0, ,00 101,50 0,10 0, ,10 100,50 0,10 1, ,61 105,01 0,10 9, ,79 122,39 0,10 0, ,41 104,41 0,20 1, ,18 105,18 0,10 0, ,34 109,04 0,10 7, ,90 115,20 0,10 11, ,25 125,95 0,10 0, ,51 83,01 0,20 3, ,08 64,08 11,00 22, ,86 81,86 0,10 10, ,40 96,05 0,20 1, ,28 80,53 0,20 1, ,57 77,92 0,10 3,65 PNPD (m) Q esp. (l/s/m ) 113

114 Pozo X Y Tabla 22. Campaña de piezometría Cota (msnm) Cota Nivel Piezométrico (msnm) Q (l/s) PNPE (m) PNPD (m) Q esp. (l/s/m ) ,25 79,25 0,10 11, ,95 86,95 0,20 1, ,80 96,60 0,10 2, ,00-1,25 1,00 1, ,00-2,00 0,50 5, ,00 2,20 0,20 4, ,00 5,20 0,10 1, ,00 5,20 0,50 9, ,00 15,00 0,00 2, ,00 18,70 1,00 0, ,00 19,67 0,50 0, ,00 25,80 0,00 0, ,00 13,50 0,20 1, ,00 11,00 0,50 2, ,00 44,70 18,00 0,30 0, ,00 34,25 1,50 4, ,00 11,20 1,30 4, ,00 1,00 0,50 5, ,00 22,00 0,20 7, ,00 7,00 3,00 0, ,00 11,00 2,50 17,00 44,16 0, ,00 20,00 0,20 7, ,00 26,85 0,10 11,15 11, ,00 37,30 0,10 0, ,00 89,25 1,00 0, ,00 33,50 0,00 2, ,00 35,50 0,10 0, ,00 37,00 0,30 1, ,00 30,70 0,14 0, ,00 26,00 0,00 0, ,00 13,00 1,60 3,00 3, ,00 28,40 1,00 2,60 2, ,00 35,00 0,23 0, ,00 32,40 0,80 1, ,00 32,70 0,40 9, ,00 47,00 0,14 0, ,00 22,00 0,00 5, ,00 16,00 0,15 5, ,00 48,60 0,00 1, ,00 26,85 0,00 1, ,00 25,40 0,00 7, ,00 54,70 0,00 1, ,00 260,00 1,10 0,00 114

115 Pozo X Y Tabla 22. Campaña de piezometría Cota (msnm) Cota Nivel Piezométrico (msnm) Q (l/s) PNPE (m) PNPD (m) Q esp. (l/s/m ) ,00 221,00 0,14 0, ,00 236,40 0,20 1, ,00 170,20 0,20 1, ,00 145,00 1,10 0, ,00 135,00 1,10 0, ,00 116,50 1,75 1,50 22,00 0, ,00 203,77 0,55 1, ,00 225,20 0,10 5, ,00 132,90 0,85 1, ,00 164,00 0,30 0, ,00 121,00 0,00 0, ,00 101,00 0,10 0, ,00 84,00 0,00 7, ,00 43,80 0,20 2, ,00 73,25 0,70 1, ,00 92,50 1,10 5, ,00 111,30 1,10 0, ,00 143,00 0,33 0, ,00 173,00 0,60 0, ,00 185,40 0,00 1,60 PNPE: Profundidad nivel piezométrico estático PNPD: Profundidad nivel piezométrico dinámico Q esp.: Caudal específico 115

116 Figura 52. Caudales de explotación catastrados CAMPAÑA DE CALIDAD DE AGUAS Durante la campaña de terreno se registraron in-situ la conductividad, ph y temperatura del agua en los puntos catastrados. De forma complementaria se tomaron en 5 puntos muestras de agua subterránea y otras 5 de agua superficial para su análisis de elementos mayoritarios en laboratorio. Los resultados obtenidos reflejan aguas poco mineralizadas (conductividad eléctrica máxima registrada de 732 µs/cm, y media de 233 µs/cm), la cual incrementa ligeramente hacia la zona de desembocadura (SW). Los diagramas de Piper obtenidos tanto en muestras de agua subterránea como en muestras de agua superficial (ver Figura 54 y Figura 55) manifiestan que se tratan de aguas Bicarbonatadas Cálcicas y Magnésicas, tipo Bicarbonatado. 116

117 Asimismo, los resultados de las muestras de agua superficial reflejan valores muy parecidos unas de otras, y los de aguas subterráneas poseen mayor variabilidad aunque todas dentro de la misma caracterización hidroquímica. En el Anexo 3 se incluyen los resultados del laboratorio de las 10 muestras analizadas. Se muestran a continuación los datos obtenidos durante la campaña de medidas in-situ. Nº Conductividad (µs/cm) Tabla 23. Calidad química in-situ ph Temp (ºC) Fecha 1 148,5 9 13,8 18-jul ,5 14,3 18-jul ,2 9 9,5 18-jul ,2 6,8 22-jul ,8 18,3 22-jul , jul ,6 14,9 23-jul ,5 16,7 23-jul ,5 17,6 23-jul ,2 24-jul ,8 16,2 24-jul ,6 14,5 24-jul ,6 15,5 24-jul ,2 24-jul ,2 14,3 26-jul ,3 16,2 26-jul ,9 12,3 26-jul ,8 15,2 26-jul ,9 7,2 14,5 26-jul ,2 15,6 26-jul ,6 29-jul ,8 29-jul ,3 7,4 10,9 29-jul ,1 30-jul ,8 14,5 30-jul

118 Nº Conductividad (µs/cm) Tabla 23. Calidad química in-situ ph Temp (ºC) Fecha ,8 7,3 13,7 30-jul ,8 7,3 13,7 30-jul ,8 7,2 12,8 30-jul ,3 16,2 05-ago ,6 15,2 06-ago ,1 11,2 06-ago , ago ,9 7,7 08-ago ,6 18,5 08-ago ,2 6, ago , jul ,2 6,8 10,4 31-jul ,8 12,7 31-jul ,9 15,7 31-jul ,3 7,2 14,2 01-ago , ago ,2 11,5 01-ago ,1 12,5 01-ago ,1 7 10,7 02-ago ,7 12,9 02-ago ,5 7, ago ,8 7,6 13,7 09-ago ,6 10-ago ,1 7,1 17,9 10-ago ,5 15,9 10-ago ,5 12,4 10-ago-13 Las coordenadas de las muestras de agua tomadas para análisis en laboratorio se incluyen a continuación (proyección UTM WGS84 H18S): Tabla 24. Muestras tomadas para análisis en laboratorio de elementos mayoritarios Tipo Muestra X Y Z Agua Superficial ITATA ,00 ITATA ,00 ITATA ,00 ITATA ,00 118

119 Tabla 24. Muestras tomadas para análisis en laboratorio de elementos mayoritarios Tipo Muestra X Y Z Agua subterránea ITATA , , , , , ,00 Figura 53. Campaña de calidad química in-situ 119

120 Figura 54. Diagrama de Piper de en muestras de agua subterránea Figura 55. Diagrama de Piper de en muestras de agua superficial Los diagramas de Piper reflejan facies bicarbonatadas cálcicas y magnésicas. Asimismo, las muestras de agua subterránea tienen composiciones un poco más variables de unos puntos a otros, a diferencia de las muestras de aguas 120

121 superficiales las cuales presentan prácticamente la misma composición a lo largo de todo el tramo del río estudiado. Por otro lado, se ha elaborado un diagrama de Schoeller-Berkaloff (ver Figura 56) en el cual se observa que las aguas subterráneas están más mineralizadas que las superficiales, y que en las subterráneas las mayores variaciones corresponden a los sulfatos. Figura 56. Diagrama de Schoeller-Berkaloff 121

122 CAMPAÑA DE AFOROS Con el objetivo de determinar la relación entre los cursos fluviales Itata y Lonquén con el acuífero, se realizó una campaña de aforos en ambos ríos entre los días 22 y 27 de octubre de El tramo considerado en el río Itata abarcó desde la confluencia con el río Ñuble hasta su desembocadura en el Océano Pacífico, mientras que el sector del río Lonquén cubrió desde la Quebrada Pachagua hasta su desembocadura en el río Itata. Tabla 25. Localización de los puntos aforados Punto Cauce Sub-Sub Cuenca [DGA] Comuna 1 Lonquén 2 Lonquén 3 Lonquén 8144: Río Lonquén Entre Estero Corontas 4 Lonquén y Río Itata 5 Lonquén 6 Lonquén 17 Lonquén 7 Itata 8 Itata 8140: Río Itata Entre Río Ñuble Bajo 9 Itata Estero Chudal 10 Itata 11 Itata 12 Itata 8141: Río Itata Entre Estero Chudal y Rio 13 Itata Lonquen 14 Itata 15 Itata 8145: Río Itata entre Río Lonquen y 16 Itata desembocadura 18 Itata 8145: Río Itata entre Río Lonquen y 19 Itata desembocadura 20 Itata Treguaco Portezuelo/Ranquil Treguaco/Coelemu Treguaco/Coelemu El trabajo de medición de caudales realizado en la campaña de terreno siguió las siguientes etapas: Identificar y localizar los puntos en los que se realizarían los aforos, ubicar sus vías de acceso (Gabinete). Identificar las estaciones de aforo de la red de medición establecida por la DGA y averiguar (telefónicamente o a través del portal DGA para las 122

123 estaciones con medición en tiempo real) los últimos valores de caudal registrados por dicha institución. Esto con el fin de planificar la campaña y estimar los recursos logísticos necesarios para su ejecución (Gabinete). Localizar las secciones de medición y ubicar sus vías de acceso (Terreno). Efectuar los aforos (Terreno). Medir parámetros fisicoquímicos (ph, Temperatura y Conductividad Eléctrica) del agua en cada punto de aforo (Terreno). Analizar los resultados obtenidos de las mediciones de caudal y caracterizar el comportamiento hidrogeológico del río Itata en el tramo de estudio (Gabinete). Para los trabajos de aforo se adoptó la siguiente metodología: Determinación de la sección del cauce natural donde se efectuará el aforo. Medición del ancho del cauce con huincha (en los cauces vadeables Lonquén-, puentes sobre el río Itata y mediante boyas para los puntos en el río Itata aforados desde bote. Las mediciones de las abscisas, en los aforos realizados con bote en el río Itata, se efectuó con GPS (error: +/- 3 m). Este procedimiento fue chequeado y validado en el Aforo 18 con los cimientos que sostienen la estructura que atraviesa el cauce. Medición de caudal utilizando el método de aforos completos por puntos mediante el uso de molinetes. Este método se basa en la estimación del caudal utilizando mediciones puntuales de velocidad en varios tramos de la sección y a distintas profundidades. (Ven Te Chow, et al, 1994). Para cada sección del cauce definida, se midió la velocidad del agua a intervalos regulares y a distintas profundidades, las cuales variaban en función de la 123

124 profundidad total del cauce en el punto de medida, como se resume en la tabla siguiente: Tabla 26. Profundidad de mediciones puntuales de velocidad hc: Profundidad del Cauce (m) N de Mediciones de velocidad Profundidad de Medición < 0,6 1 0,6 hc 0,6 3,0 2 0,2 hc; 0,8 hc 3,0 > 3 0,2 hc; 0,6 hc; 0,8 hc El equipamiento a utilizar para la determinación de las velocidades fue el siguiente: Molinete Pigmeo Gurley, número 625 A. Para caudales y profundidades de cauce menores (río Lonquén). Molinete Gurley tipo price número 622 A. Para caudales y profundidades de cauce mayores (río Itata). El cálculo de la velocidad para cada subsección o tramo se realiza, dependiendo del molinete empleado, según la fórmula indicada por el fabricante, a saber: Gurley 622: Gurley 625: v = 0,672 n/t + 0,0054 v = 0,293 n/t + 0,0095 Donde v: velocidad del agua, expresada en m/s n: número de vueltas del molinete t: tiempo de medida de las revoluciones del molinete, en segundos. Medición in situ de parámetros físico químicos del agua (ph, Ta y conductividad eléctrica) con una sonda combo Hanna Registro de mediciones en fichas de terreno 124

125 Una vez seleccionadas y localizadas los 20 puntos en los que realizarían las mediciones de caudal se procedió a aforar en cada una de ellas, siguiendo la metodología señalada anteriormente. En la tabla siguiente se presentan las ubicaciones de aforo medidas con GPS, así como la fecha y hora en la que se realizaron los aforos. Tabla 27. Aforos, fechas y emplazamientos Coordenadas UTM WGS84 H18S Punto Río Original Terreno Aforo Este Norte Este Norte Hora Fecha 1 Lonquén :10 22/10/ Lonquén :40 22/10/ Lonquén :30 22/10/ Lonquén :15 22/10/ Lonquén :45 22/10/ Lonquén :10 22/10/ Itata :10 26/10/ Itata :00 26/10/ Itata :54 22/10/ Itata :00 26/10/ Itata :20 25/10/ Itata :40 25/10/ Itata :00 23/10/ Itata :00 24/10/ Itata :24 24/10/ Itata :40 24/10/ Lonquén :35 22/10/ Itata :00 26/10/ Itata :20 27/10/ Itata :30 27/10/2013 La diferencia entre las coordenadas propuestas originalmente y aquellas medidas en terreno en las que se realizaron los aforos se debe a que las ubicaciones originales no correspondían a secciones de aforo aceptables (por alta turbulencia, elevada ramificación, presencia de obstáculos) o por una falta de acceso físico al emplazamiento. 125

126 Los resultados obtenidos, de caudal y de parámetros fisicoquímicos del agua en cada punto de aforo, se resumen en la tabla siguiente: Tabla 28. Resultados mediciones de caudal, Ríos Itata y Lonquén Punto Río Aforo Calidad de Aguas Caudal (m 3 /s) Sección (m) ph Ta CE (ms) 1 Lonquén 0,48 14,2 8,01 17,7 0,17 2 Lonquén 0,46 7,8 8,10 19,4 0,17 3 Lonquén 0,44 9,1 8,12 19,7 0,18 4 Lonquén 0,46 15,0 8,24 20,0 0,18 5 Lonquén 0,35 8,7 8,12 12,8 0,17 6 Lonquén 0,45 6,8 8,17 20,2 0,18 7 Itata ,08 20,5 0,05 8 Itata ,20 18,5 0,05 9 Itata ,90 15,5 0,07 10 Itata ,20 15,4 0,05 11 Itata ,92 21,0 0,05 12 Itata ,46 15,3 0,04 13 Itata ,30 16,1 0,03 14 Itata ,29 16,4 0,04 15 Itata ,34 16,5 0,03 16 Itata ,80 17,7 0,04 17 Lonquén 0,38 8,55 8,11 15,5 0,15 18 Itata ,33 18,1 0,04 19 Itata ,42 18,0 0,05 Se observa como el río Lonquén presenta un flujo en torno a los 350 l/s antes de incorporar el caudal del Lonquén (puntos 5 y 7) y de unos 450 l/s tras su confluencia (puntos 1-4). Cabe destacar que, durante la campaña de aforos, el cauce del río Lonquén portaba un caudal muy inferior al su promedio histórico, lo cual fue ratificado por comentarios de habitantes locales y por las trazas observadas en el cauce. Asimismo, la profundidad, el ancho y el fondo de arena (limpia y bien seleccionada) presentaron características similares durante todo el trazado aforado. 126

127 Por su parte, el curso del río Itata presenta mayores variaciones de caudal en el tramo de estudio, con secciones que oscilan entre 90 y 560 m, y un fondo parejo, conformado por arenas y gravas, con pequeñas variaciones en la profundidad. Las aguas aforadas en el río Lonquén se observaron incoloras (cristalinas) con valores de ph: 8,1 y conductividad eléctrica: 0,17 ms/cm; mientras que, las aguas aforadas en el río Itata, se observaron turbias a semiturbias con valores de ph entre 7,9-9,1 y conductividad eléctrica: 0,05 ms/cm. En total se obtuvo el caudal pasante en 19 secciones, 12 en el Itata, 7 en el Lonquén. En el punto de aforo Nº 20, en el río Itata, se realizaron en 2 días 3 intentos por aforar esta sección, sin embargo, las condiciones especiales de oleaje y corrientes no lo permitieron. En efecto, las condiciones de corriente y contracorriente en la desembocadura dificultaban enormemente obtener medidas representativas del flujo en dicho punto. El detalle y las fotografías de la campaña de aforos se incluyen en el Anexo 4. En la figura siguiente se muestran la ubicación de los puntos de aforo. 127

128 Figura 57. Ubicación puntos de aforo En las figuras siguientes se muestra la distribución y valores de los caudales aforados. 128

129 Figura 58. Caudales medidos, río Itata Figura 59. Caudales medidos, río Lonquén 129

130 En la figura siguiente se muestra en rojo las zonas en las que el río es perdedor (cede agua al acuífero), y en azul las zonas en las que es ganador (el río actúa como dren del acuífero), trazados según los resultados obtenidos en los aforos realizados. Si bien, para establecer esta relación adecuadamente se ha realizado una corrección del caudal aforado en el punto 9, ya que este aforo se realizó un día (22/10/13), en el cual el río llevaba 2,25 más caudal que en días posteriores, durante los que se realizaron los aforos en puntos vecinos. De esta forma, para poder comparar unos datos con otros y poder establecer así si el río es ganador o perdedor, se ha normalizado el valor de 480 m 3 /s a el valor de 213 m 3 /s (2,25 veces inferior). Figura 60. Relación río-acuífero según aforos realizados. 130

131 CATASTRO DE LA DEMANDA AGRÍCOLA, MINERA, SANITARIA E INDUSTRIAL Se catastraron 200 pozos, tratando de determinar el tipo de uso principal del agua en cada uno de los puntos catastrados: abastecimiento (A), riego (R) o ganado (G) y cuando fue posible se identificó el uso alternativo o secundario. También se buscó determinar la distribución del uso del agua durante los meses de verano e invierno, la tipología y hectáreas de cultivos existentes. Igualmente se identificó el estado de las captaciones, en uso: (U), abandonada: (FU) o reserva (RS). De los 200 puntos catastrados, 66 tienen como uso principal el riego, 107 se utilizan para agua potable, 9 para uso industrial y 1 se utiliza para abrevar ganado. 17 de ellos no pudieron clasificarse. Respecto de si están en uso o no, 18 de ellos se encuentran abandonados, 154 se encuentran en uso, 24 se catalogaron como de reserva (sin uso en el momento del catastro, pero que pudiera estarlo si incrementa la demanda y/o se avería el pozo principal), y 4 no pudieron clasificarse. De la información recabada en terreno, la superficie regada por los 200 pozos sería de alrededor de 167 ha. En cuanto al bombeo, de la información recabada se tiene que en general los pozos de riego se bombean unas pocas horas al día, entre 1/2 a 9 horas, en tanto que los pozos para agua potable bombean un mayor tiempo llegando algunos a 24 horas diarias. De los 200 pozos, 21 se utilizan exclusivamente para riego, 66 sólo para agua potable, 1 sólo para uso industrial, 65 tienen usos secundarios o alternos, 30 de ellos son tanto para riego como para agua potable, dos se usan para agua potable y uso industrial y 12 pozos se utilizan complementariamente para abrevar ganado. 131

132 Se incluye, en el Anexo 2, una tabla con los tipos de usos del agua en los puntos catastrados, así como la distribución del uso en meses de verano e invierno, la tipología y hectáreas de cultivos existentes EQUIPOTENCIALES Y FLUJOS DE AGUA SUBTERRÁNEA Atendiendo a la campaña de piezometría realizada, se ha representado un mapa de isopiezas y trazado las direcciones de flujo principales. La componente de flujo principal de la cuenca está dirigida hacia el acuífero del Itata-bajo, es decir, en la parte norte de la cuenca la dirección de flujo es hacia el sur y en la parte sur de la cuenca la dirección de flujo es hacia el norte. En el acuífero el flujo se dirige de forma general de este a oeste (hacia aguas abajo). Asimismo, se observan algunos conos de depresión, provocados quizás por bombeos puntuales, y componentes de flujo perpendiculares al principal, correspondientes con extensiones del acuífero en los laterales y con los depósitos de terrazas fluviales que alcanzan mayor cota que el lecho principal. En la Figura 61 se presenta un mapa de isopiezas junto con las direcciones de flujo principales y los puntos en los cuales se han realizado las medidas de nivel piezométrico. 132

133 9.5. BALANCE HÍDRICO Figura 61. Mapa de equipotenciales y direcciones de flujo La cuenca de Itata-bajo posee un régimen hidrológico próximo al natural, con poca acción antrópica y muy influenciado por el sistema superficial. Para la realización del balance hídrico se han tenido en cuenta los siguientes elementos: Entradas o Infiltración por precipitación directa. o Entradas laterales por escorrentía subsuperficial (infiltración en cuencas aportantes). o Flujo subterráneo en límites abiertos (rio Ñuble, Itata alto y Lonquén) o Infiltración directa desde cauces (río Itata y Lonquén) 133

134 Salidas o o o Bombeos. Subterráneas hacia el mar Afloramientos al sistema superficial (río ganador) ENTRADAS El hecho de que el sistema funcione prácticamente en régimen natural hace que no siempre se produzca infiltración desde cauces, ni infiltración por precipitación directa, ya que el acuífero se encuentra saturado prácticamente todo el año, exceptuando el verano, impidiendo por tanto la infiltración e incluso generando zonas de afloramiento hacia el sistema superficial Infiltración por precipitación directa y recarga de cuencas laterales Para la cuantificación de la infiltración por precipitación directa, así como por recarga de cuencas laterales, se ha realizado un balance hidrometeorológico en el suelo, calculando la evapotranspiración por cuencas, el umbral de escorrentía y finalmente la infiltración en el acuífero. El cálculo del balance hídrico se ha realizado subdividiendo el ámbito de estudio en 25 zonas, de las cuales una corresponde al propio acuífero Itata bajo y las otras 24 zonas son subcuencas con punto de drenaje dicho acuífero. Se incluyen en la Figura 62 las 24 subcuencas definidas, así como el acuífero Itata bajo. 134

135 Figura 62. Subcuencas aportantes a Itata-bajo Cálculo del umbral de escorrentía La asignación de un valor de umbral de escorrentía se ha realizado en base a la metodología propuesta por el S.G.S (SoilConservationService), en el cual se debe obtener, para cada cuenca en este caso, la siguiente zonificación el terreno: o o o Usos del suelo Pendientes Permeabilidad En función de la clasificación realizada se puede obtener un valor de umbral de escorrentía atendiendo a la tabla siguiente: 135

136 Tabla 29. Estimación del umbral de escorrentía Uso de la tierra Rotación de cultivos pobres Rotación de cultivos densos Praderas Plantaciones regulares de aprovechamiento forestal Masas forestales (bosques, monte bajo,...) Barbecho Cultivos en hilera Cereales de invierno Pendiente (%) > 3 Características hidrológicas Grupo de suelo A B C D R N < 3 R / N > 3 R N < 3 R / N > 3 < 3 > 3 < > 3 Pobre Media Buena Muy buena Pobre Media Buena Muy buena Pobre Media Buena Pobre Media Buena Muy clara Clara Media Espesa Muy espesa R N < 3 R/ N > 3 R N < 3 R / N > 3 R N < 3 R / N

137 Uso de la tierra Tabla 29. Estimación del umbral de escorrentía Pendiente (%) Características hidrológicas Grupo de suelo A B C D Notas : N denota cultivo según las curvas de nivel. R denota cultivo según la línea. Las zonas abancaladas se incluirán entre las pendientes < 3 % Los núcleos urbanos, edificaciones rurales, caminos,... no se tendrán en cuenta al representar un porcentaje despreciable del área total. En caso contrario deberán diferenciarse los porcentajes de las superficies impermeables (P o ~ 0) y de los distintos tipos de suelo, atribuyendo a cada uno el valor correspondiente de P o según la tabla. Al estimar el valor de P o para el cálculo, deben tenerse en cuenta las modificaciones futuras previsibles en la cuenca, tales como urbanizaciones, repoblaciones, cambios de cultivos, supresión de barbechos,... Rocas permeables Rocas impermeables Tipo de terreno Pendiente > 3 3 < 3 5 > 3 2 < 3 4 Firmes granulares sin pavimento Adoquinados Pavimentos bituminosos o de hormigón Tabla 30. Grupos de suelo Grupo Infiltración Potencia Textura Drenaje Umbral de Escorrentía (Po) (mm) A Rápida Grande B Moderada Media a grande C Lenta Media a pequeña Pequeña D Muy lenta (litosuelo u horizontes de arcilla) Arenosa Arenosa-limosa Franco-arenosa Franca Franco-arcillo-arenosa Franco-limosa Franco-arcillosa Franco-arcillo-limosa Arcillo-arenosa Arcillosa Perfecto Bueno a moderado Imperfecto Pobre a muy pobre Los usos del suelo se han determinado a partir de la información cartográfica generada por la Comisión Nacional de Riego (CNR), y los resultados obtenidos son los siguientes: 137

138 Figura 63. Clasificación de usos del suelo. Elaboración propia a partir de información facilitada por la CNR. La clasificación por pendientes mayores y menores al 3% se incluye a continuación: 138

139 Figura 64. Clasificación de pendientes. La permeabilidad del terreno se ha establecido en función de la geología existente, asignando valores de la A a la D en función de facilidad para la producción de escorrentía (mayor impermeabilidad): 139

140 Figura 65. Clasificación en grupos de suelo. Intersectando las tres zonificaciones del terreno, y teniendo en cuenta los valores proporcionados por la Tabla 29, se obtiene la siguiente zonificación de Po: 140

141 Figura 66. Clasificación del umbral de escorrentía. Posteriormente, haciendo una media ponderada a la superficie en cada cuenca, se ha obtenido el valor medio del umbral de escorrentía: Tabla 31. Umbral de escorrentía por subcuenca Zona Área permeable Po (mm) (km 2 ) Cuenca 1 7,95 15,37 Cuenca 2 16,16 14,65 Cuenca 3 19,36 14,10 Cuenca 4 78,44 12,60 Cuenca 5 2,80 22,21 Cuenca 6 19,92 13,26 Cuenca 7 17,29 14,03 Cuenca 8 27,97 14,41 Cuenca 9 22,51 12,58 Cuenca ,86 13,24 Cuenca 11 19,68 14,01 141

142 Tabla 31. Umbral de escorrentía por subcuenca Zona Área permeable Po (mm) (km 2 ) Cuenca 12 24,14 15,23 Cuenca 13 11,43 16,19 Cuenca 14 7,26 14,90 Cuenca 15 19,51 15,15 Cuenca 16 3,19 14,14 Cuenca 17 12,76 12,90 Cuenca 18 4,93 10,47 Cuenca 19 5,97 14,74 Cuenca 20 9,84 15,00 Cuenca ,25 13,70 Cuenca ,60 19,83 Cuenca 23 64,21 12,09 Cuenca 24 78,91 13,76 Por otro lado, el área permeable del acuífero Itata bajo, una vez descontado el área ocupada por lámina de agua (33 km 2 ), es de 150 km 2, y el valor de P0 asignado es de 12 mm, considerando que el grupo de suelo es el D (zonas con nivel freático alto), la pendiente es menor del 3%, y el uso mayoritario del terreno se puede clasificar como praderas entre medias y bien pobladas. Cálculo de la infiltración Una vez obtenido el umbral de escorrentía, se han definido las características del suelo (espesor radicular y capacidad de campo), ya que el valor de la evapotranspiración es muy susceptible a las características del mismo. Para ello se han consultado estudio agronómicos, concretamente en el Proyecto Modelo de Zonificación de Distritos de Conservación en Territorios Degradados para Planes y Programas de Conservación de Recursos Naturales se incluían dos análisis granulométricos y ensayos para la determinación de características físico-químicas en suelos de la zona de estudio (Suelo Cauquenes). De dichas muestras se extrajeron los datos necesarios para este estudio: Espesor radicular del suelo, Capacidad de Campo y Punto de Marchitez. 142

143 Los datos utilizados fueron los siguientes: Tabla 32. Características de los suelos en la zona de estudio CAUQUENES 1 Adoptado Profundidad (cm) ,9 m CC 20,31 16,66 21,7 21,19 19,97 % Pmp 11,09 6,47 8,25 8,03 8,46 % CAUQUENES 2 Adoptado Profundidad (cm) ,8 m CC 16,57 20,88 19,85 23,29 20,15 % Pmp 8,18 7,08 6,21 10,59 8,02 % Adoptado final 0,85 m 0,2006 CC 0,0824 PM Los valores utilizados fueron 0,85 metros de espesor radicular de suelo, 0,2006 para la capacidad de campo, y 0,0824 para el punto de marchitez. Estos valores se an introducido en el software EASY_BAL, desarrollado por la Universidad Politécnica de Cataluña, el cual realiza el cálculo de la evapotranspiración potencial con el método de Thornthwaite con valores diarios de precipitación y temperatura. Todos los datos diarios y cálculos realizados para la obtención de la infiltración se incluyen en formato digital. Tabla 33. Resultados obtenidos para la recarga por infiltración directa en acuífero y subcuencas aportantes según balance hidrometeorológico realizado Zona Área permeable (km 2 ) Recarga mm/año Recarga (hm 3 /año) Recarga (l/s) PP bruta (hm 3 /a) ETR (hm 3 /a) ETR (l/s) Acuífero 150,01 2,98 0,447 14,18 68,32 62, ,37 Cuenca 1 7,95 24,39 0,194 6,15 3,62 3,30 104,53 Cuenca 2 16,16 20,07 0,324 10,28 7,36 6,70 212,54 Cuenca 3 19,36 16,76 0,325 10,29 8,82 8,03 254,68 Cuenca 4 78,44 7,65 0,600 19,03 35,72 32, ,89 Cuenca 5 2,80 59,92 0,168 5,32 1,28 1,16 36,86 143

144 Zona Área permeable (km 2 ) Recarga mm/año Recarga (hm 3 /año) Recarga (l/s) PP bruta (hm 3 /a) ETR (hm 3 /a) ETR (l/s) Cuenca 6 19,92 11,74 0,234 7,42 9,07 8,27 262,10 Cuenca 7 17,29 16,35 0,283 8,96 7,87 7,17 227,47 Cuenca 8 27,97 18,63 0,521 16,53 12,74 11,60 367,98 Cuenca 9 22,51 7,55 0,170 5,39 10,25 9,34 296,15 Cuenca ,86 11,60 1,425 45,17 55,95 50, ,19 Cuenca 11 19,68 16,27 0,320 10,15 8,96 8,16 258,85 Cuenca 12 24,14 23,56 0,569 18,03 10,99 10,01 317,51 Cuenca 13 11,43 29,31 0,335 10,62 5,20 4,74 150,33 Cuenca 14 7,26 21,59 0,157 4,97 3,31 3,01 95,56 Cuenca 15 19,51 23,11 0,451 14,30 8,89 8,09 256,67 Cuenca 16 3,19 17,00 0,054 1,72 1,45 1,32 41,99 Cuenca 17 12,76 9,60 0,123 3,89 5,81 5,29 167,85 Cuenca 18 4,93 0,00 0,000 0,00 2,25 2,05 64,91 Cuenca 19 5,97 20,65 0,123 3,91 2,72 2,48 78,53 Cuenca 20 9,84 22,20 0,219 6,93 4,48 4,08 129,48 Cuenca ,25 14,37 2,072 65,71 65,69 59, ,62 Cuenca 22 (Cuenca Lonquén) 961,60 50,71 48, ,32 437,91 398, ,66 Cuenca 23 64,21 3,69 0,237 7,52 29,24 26,64 844,71 Cuenca 24 78,91 14,75 1,164 36,91 35,93 32, ,98 Total 1.852,96 464,45 59, ,71 843,84 768, ,39 Por tanto, el volumen de entradas por infiltración directa en el acuífero y por cuencas aportantes es el siguiente: Infiltración directa en el acuífero: 14,18 l/s Cuencas aportantes: 1.879,7 l/s Cabe destacar que las cuencas aportantes no tienen definición de acuífero como tal, debido a que el agua infiltrada no se almacena en un acuífero de entidad, sino en los primeros metros de alteración de la roca (<10 m), por lo que el agua infiltrada puede volver a incorporarse fácilmente al sistema superficial, por lo que la cifra obtenida puede tratarse como orden de magnitud para cuantificar los recursos potenciales de agua subterránea (o subsuperficial) en las cuencas aportantes, y que esta recarga, en caso de no ser extraída por captaciones, se incorpora al sistema Itata-bajo, ya sea de forma subterránea, subsuperficial o directamente superficial. 144

145 Entradas por flujo subterráneo En el sistema acuífero Itata bajo se pueden considerar tres zonas de entrada por flujo subterráneo (ver Figura 67): Acuífero asociado a Itata alto (continuación aguas arriba del sistema estudiado). Acuífero asociado a río Ñuble (continuación aguas arriba del sistema estudiado). Acuífero asociado a río Lonquén (continuación margen derecha del sistema estudiado). Río Lonquén Río Ñuble Río Itata Figura 67. Límites del sistema Itata-bajo Dichas entradas están limitadas por la sección acuífera y por las características hidráulicas del acuífero, y el volumen de paso por las mismas puede ser determinado por la fórmula de Darcy, tal y como se expone a continuación: 145

146 Q=A*k*i Donde, Q= Caudal de paso [L 3 /t] A= Área de la sección [L 2 ] K= permeabilidad del terreno [L 2 /t] i= gradiente hidráulico El área de paso se obtiene directamente de los perfiles geológicos realizados en el capítulo Sección Itata alto: m 2 Sección Ñuble: m 2 Sección Lonquén: m 2 La permeabilidad se obtiene a partir de los parámetros elásticos recopilados y recalculados: Permeabilidad Itata alto: En esta sección se encuentra el expediente ND-801/1773, en el cual AQUATERRA calculó una transmisividad de 150 m 2 /d (ver Tabla 21), y que suponiendo un espesor saturado de 150 m (obtenido con la geofísica) se obtiene una permeabilidad de 1,00 m/d. Permeabilidad Ñuble: En esta sección se encuentra el expediente ND-801/1422, del cual se obtuvo un valor de transmisividad de 400 m 2 /d (ver Tabla 21), y que suponiendo un espesor saturado de 200 m (obtenido con la geofísica) se obtiene una permeabilidad de 2,00 m/d. Permeabilidad Lonquén: 146

147 En esta sección, el valor más cercano de transmisividad es de 97 m 2 /d, perteneciente al expediente ND-801/6684. El espesor saturado en esta zona es de unos 100 metros, por lo que la permeabilidad es de 1.00 m/d. Por último, el gradiente se ha obtenido de las equipotenciales generadas en el capítulo 9.4, definido como 0,013 para Itata superior y Ñuble, y de 0,0108 para el Lonquén. Se incluyen a continuación las entradas calculadas por recarga subterránea. Tabla 34. Recarga por entradas subterráneas Zona de entrada Área (m subterránea 2 T Q ) Gradiente (m 2 K (m/d) /d) (hm 3 /año) Q (l/s) Itata , ,25 1,57 49,82 Ñuble , ,00 4,09 129,83 Lonquén , ,00 0,59 18, Entradas por infiltración desde cauces Las entradas por infiltración de cauces es un elemento de importancia en este sistema, por este motivo se han realizado aforos diferenciales en distintos puntos del río Itata y río Lonquén. Atendiendo a los datos proporcionados por los servicios satelitales de la Dirección General de Aguas, se puede analizar el caudal infiltrado del río Itata durante el periodo de verano: 147

148 Figura 68. Diferencia entre caudal aforado en estación de Itata en Coelemu e Itata en Paso Hondo El volumen perdido entre ambas estaciones en verano fue de l/s (77,60 hm 3 ). No obstante, según los aforos realizados, el río es ganador o perdedor en función del tramo, y por tanto de la relación entre las equipotenciales del acuífero y la cota de la lámina de agua del río. Asimismo en la modelación realizada se obtiene una infiltración desde el sistema superficial de 110 l/s en invierno y una salida en forma de afloramientos de l/s Resumen de entradas Se incluye a continuación un resumen de las entradas al sistema acuífero Itatabajo: 148

149 Entradas Tabla 35. Entradas al sistema Itata-bajo Q (l/s) Recarga directa lluvia 14 Laterales cuencas aportantes* 333 Subterránea Lonquen 19 Subterránea Itata superior 180 Infiltración Río Itata** 110 Total entradas 656 * En las entradas laterales se ha descontado la aportación subterránea de la cuenca del río Lonquen (cuenca 22), ya que esta entrada se ha calculado teniendo en cuenta la sección subterránea. Asimismo, la diferencia entre un cálculo y otro pone de manifiesto que la capacidad de almacenamiento de la cuenca del río Lonquén es escasa y el volumen infiltrado acaba siendo parte del sistema superficial. ** Calculada en la modelación SALIDAS El sistema tiene como salida principal la descarga hacia el mar. No obstante también se han identificado extracciones que suponen una merma en el sistema. Las salidas por bombeos de aguas subterráneas en el sistema Itata Bajo (incluyendo cuenca y Lonquén) se han cuantificado en m 3 anuales. No obstante, se estima que puede existir un 25% de explotación adicional, por lo que la extracción por bombeos se estima en m 3 anuales. Las salidas por descarga natural se calcularán en el modelo numérico con mayor precisión, no obstante se ha realizado una aproximación empleando la fórmula de Darcy, al igual que para las entradas por flujo subterráneo. Según el mapa de isopiezas realizado, el gradiente estimado en la zona de desembocadura es muy bajo, de en torno al 0,08%. 149

150 La permeabilidad como parámetro elástico no se conoce como tal debido a que no se conoce ninguna prueba de bombeo realizada en la zona de desembocadura. No obstante, se ha realizado un perfil geofísico en el cual se determina el espesor del acuífero y una aproximación a la litología obtenida, en el cual predominan los sedimentos detríticos no consolidados de grano finomedio, correspondientes con arenas y limos fundamentalmente. A esta litología le corresponderían valores de permeabilidad de en torno a los 50 m/d tal y como se especifica en la bibliografía siguiente: Urish, D.W., Electrical resistivity-hydraulic conductivity relationships in glacial outwash aquifers Donde se establece para arenas medias un valor de 0, m/s, equivalentes a 55 m/d. Papadopulos, S.S., and S.P. Larson, Aquifers storage of heated water; II, Numerical simulation of field results Donde se establece para una litología de arenas, arcilla y limo una permeabilidad de 0,0005 m/s, equivalentes a 43 m/d. El área de desembocadura, según los perfiles geológicos realizados (perfil 1-1 ), es de 0,68 km 2. De esta forma, subterráneamente deben salir unos 10 hm 3 /año, y en forma de surgencia el resto de excedentes de la recarga, hecho que se observa en superficie ya que incrementa de forma notable el ancho del cauce del río Itata en la zona de desembocadura, formando una especie de lago natural, tal y como se observa en la imagen aérea siguiente: Figura 69. Imagen satelital del área de desembocadura del río Itata 150

151 BALANCE El resumen del balance hídrico, previo a la realización del modelo numérico, se calcula de la siguiente forma: Balance hídrico en el acuífero Itata-bajo Tabla 36. Balance hídrico del sistema Itata-bajo Entradas Salidas Concepto Q (hm 3 /año) Q (l/s) Concepto Q (hm 3 /año) Q (l/s) Recarga directa lluvia 0,45 14 Bombeos 3, Laterales 10, Subterráneas 10, Subterránea Lonquén 0,59 19 Afloramientos 155, Subterránea Itata superior 5, Infiltración Río Itata 151, Total entradas 168, Total salidas 168, Balance hídrico en cuencas aportantes El balance hídrico de las cuencas aportantes debe tenerse en cuenta de forma complementaria al sistema superficial, ya que la recarga obtenida puede volver al sistema superficial durante su escorrentía subsuperficial. Tabla 37. Balance hídrico cuencas aportantes Zona Recarga (hm 3 /año) Recarga (l/s) Cuenca 1 0,194 6,15 Cuenca 2 0,324 10,28 Cuenca 3 0,325 10,29 Cuenca 4 0,600 19,03 Cuenca 5 0,168 5,32 Cuenca 6 0,234 7,42 Cuenca 7 0,283 8,96 Cuenca 8 0,521 16,53 Cuenca 9 0,170 5,39 Cuenca 10 1,425 45,17 Cuenca 11 0,320 10,15 Cuenca 12 0,569 18,03 Cuenca 13 0,335 10,62 Cuenca 14 0,157 4,97 151

152 Zona Recarga (hm 3 /año) Recarga (l/s) Cuenca 15 0,451 14,30 Cuenca 16 0,054 1,72 Cuenca 17 0,123 3,89 Cuenca 18 0,000 0,00 Cuenca 19 0,123 3,91 Cuenca 20 0,219 6,93 Cuenca 21 2,072 65,71 Cuenca 22 48, ,32 Cuenca 23 0,237 7,52 Cuenca 24 1,164 36,91 Total 58, ,52 152

153 10. MODELO NUMÉRICO DEL ACUÍFERO Una vez desarrollado el modelo conceptual del acuífero, se ha llevado a cabo un modelo numérico que permita la simulación del comportamiento del acuífero replicando la situación actual, y se ha simulado una serie de escenarios con la finalidad de disponer de una herramienta de gestión de los recursos en la cuenca Itata bajo. El modelo numérico se ha calibrado en régimen permanente, y la información utilizada ha sido la expuesta en apartados anteriores tales como la geofísica, catastro realizado, piezometría, aforos, estudios previos, etc. Se detalla a continuación el procedimiento llevado a cabo para la ejecución y calibración del modelo, así como los escenarios simulados DISCRETIZACIÓN Y MALLADO DEL MODELO El modelo se ha realizado considerando una única capa acuífera, formada por el volumen entre el basamento y la superficie topográfica, obtenida mediante la extrapolación entre los perfiles geológicos trazados en apartados anteriores. El mallado se ha realizado considerando 450 columnas y 365 filas, con tamaño de celdas de 100x100 metros y orientación norte sur. La proyección geográfica se ha realizado en coordenadas UTM WGS84 18S, y las coordenadas locales (modelo) son: X máximo: E+4 m Y máximo: E+4 m 153

154 Figura 70. Mallado y celdas activas del modelo La definición de celdas activas e inactivas ha sido basada en la delimitación de acuífero realizada en fases anteriores al estudio. En la Figura 70 se incluyen en blanco las celdas activas y en verde las inactivas GEOMETRÍA DEL MODELO Tal y como se ha mencionado anteriormente, el modelo numérico se ha desarrollado en una única capa acuífera, delimitada por el basamento definido en el apartado 9.1.2, a partir de los datos recopilados y de geofísica. La topografía ha sido obtenida por el Servicio Regional de Mapas de GEOSUR. 154

155 Figura 71. Topografía introducida en el modelo Figura 72. Basamento introducido en el modelo 155

156 10.3. PARÁMETROS ELÁSTICOS Los parámetros elásticos introducidos han sido permeabilidad y coeficiente de almacenamiento, aunque este último no se ha modificado durante la calibración ya que no afecta a la calibración en régimen estacionario. Se consideró isótropo en la horizontal (kx/ky=1) y anisótropo en la vertical (kz/kx aprox. 0,1-0,01). La zonificación de la permeabilidad se realizó atendiendo a los datos recopilados, y fue modificada durante la calibración para ajustar los niveles observados a los calculados. La distribución de permeabilidades obtenidas fue la siguiente: Figura 73. Distribución de la permeabilidad Kx en el acuífero Itata bajo. 156

157 Figura 74. Distribución de la permeabilidad Kz en el acuífero Itata bajo CONDICIONES DE CONTORNO BORDES Se han establecido dos tipos de borde: impermeable y celdas de nivel constante (Constant Head Boundary). Tal y como se mencionó en el modelo conceptual, el acuífero presenta conexión tanto aguas arriba del río Itata, como del río Ñuble y del Lonquén, zonas en las cuales se ha incluido la condición de borde de celda constante (CHB) teniendo en cuenta la piezometría observada durante la campaña de terreno y estudios previos. 157

158 Asimismo, también se mencionó la descarga hacia el mar de forma subterránea en desembocadura, zona en la cual se ha incluido también borde de nivel constante (0 msnm). Figura 75. Asignación de celdas de nivel constante en el acuífero Itata Bajo Asimismo, las entradas laterales por escorrentía subsuperficial de cuencas aportantes y las entradas subterráneas del sector de Coelemú, se han introducido como pozos de inyección. En la figura siguiente se muestran los pozos de inyección del sector de Coelemú. 158

159 Pozos inyección RÍOS Figura 76. Pozos de inyección en sector Coelemú Se han incluido como condición de río (River) los cauces de los ríos Ñuble, Itata y Lonquén, en sus tramos incluidos en el marco del presente estudio. La sección y profundidad del agua introducidos han sido los obtenidos durante la campaña de aforos, asimismo la permeabilidad y espesor de los materiales del lecho han sido establecidos en 0,1 m/d y 0,5 m de espesor. 159

160 Figura 77. Asignación de celdas tipo rio (River) en el acuífero Itata Bajo RECARGA La recarga por infiltración directa en el acuífero se ha incluido de forma homogénea en toda la superficie utilizando el módulo de recarga (Recharge). El valor asignado ha sido el obtenido en el balance hídrico realizado (15 l/s). Las entradas laterales se han simulado con 372 pozos de inyección y caudal distribuido por cuencas atendiendo a los cálculos realizados en el apartado de balance hídrico. El caudal asignado ha sido un 70 % del estimado como recarga, puesto que la infiltración producida en cuencas aportantes ha podido volver al sistema superficial en algún momento del escurrimiento subsuperficial debido al bajo 160

161 espesor de la zona permeable o semi permeable de las rocas del basamento. Este valor introducido ha permitido un buen ajuste del modelo por lo que se puede considerar como válido para la cuantificación de este tipo de entradas. El listado de pozos, así como su ubicación y caudal de inyección se incluye en formato digital como planilla Excel EXTRACCIONES POR BOMBEO Los pozos de extracción incluidos han sido los obtenidos durante la campaña de terreno. No obstante, el valor de explotación introducido ha sido el correspondiente al periodo en el cual se ha ejecutado el modelo (invierno 2013) PUNTOS DE OBSERVACIÓN Se han utilizado 62 puntos de observación, distribuidos por todo el acuífero (salvo alguna zona sin puntos catastrados por no existir) de forma más o menos homogénea. Tabla 38. Puntos de observación y nivel Punto X UTM Y UTM Cota nivel observada (msnm) , , , , , , , , , , , , , , ,00 161

162 Tabla 38. Puntos de observación y nivel Punto X UTM Y UTM Cota nivel observada (msnm) , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,77 162

163 Tabla 38. Puntos de observación y nivel Punto X UTM Y UTM Cota nivel observada (msnm) , , , , , , , , ,86 Asimismo, han sido eliminados aquellos puntos muy próximos a otros cuyo valor no resultaba coherente con el funcionamiento hidrogeológico del sistema, ya que no todos los puntos resultan de igual fiabilidad debido a la precisión con la cual se toma la cota del terreno (GPS de mano) y de la topografía introducida en el modelo, cuya escala no permite un análisis preciso de la posición topográfica de los elementos en el modelo. 163

164 Figura 78. Puntos de observación utilizados para la calibración en el acuífero Itata Bajo EJECUCIÓN DEL MODELO El modelo ha sido ejecutado en régimen estacionario, con fecha de inicio agosto de 2013 y finalización septiembre de 2013, ya que los datos de nivel obtenidos se realizaron en dicho periodo. El motor de cálculo empleado ha sido MODFLOW 2005 y WHS como solver. Al ejecutar el modelo el cálculo se realiza en pocos segundos (<10) y éste resulta convergente, no detectándose por tanto problemas de conectividad entre celdas. 164

165 10.7. CALIBRACIÓN DEL MODELO El modelo se ha calibrado partiendo de los datos de permeabilidad recopilados y ajustando estos a los niveles piezométricos observados durante la campaña de agosto de 2013, obteniéndose un ajuste con un error RMS del 4.1 %, considerándose un valor por debajo de 5% como un buen ajuste. Figura 79. Niveles calculados frente a observados en el modelo del acuífero RESULTADOS OBTENIDOS. ESCENARIOS Una vez calibrado el modelo se han corrido 6 escenarios: Situación actual Régimen natural Escenario crítico Afección al sistema superficial Afección a más del 5% de la demanda Afección a más del 5% de las captaciones en el acuífero 165

166 ESCENARIO 1. SITUACIÓN ACTUAL El primer escenario simulado, en el cual se ha realizado la calibración, es la situación actual, concretamente en el momento de la realización de la campaña de terreno (agosto 2013). Los resultados obtenidos se presentan a continuación: Niveles calculados Los niveles calculados se distribuyen en el acuífero de acuerdo a la Figura 80 (salida gráfica tras exportación a un SIG) y a la Figura 81 (salida gráfica propia de Visual MODFLOW). 166

167 Figura 80. Niveles calculados en el modelo del acuífero Itata Bajo 167

168 Figura 81. Niveles calculados en el modelo del acuífero Itata Bajo (pantalla MODFLOW) 168

169 Balance hídrico El balance obtenido para el periodo simulado (agosto 2013) tras la ejecución y calibración del modelo es el siguiente: Tabla 39. Balance hídrico simulado (periodo agosto 2013) Entradas Concepto Q (l/s) Salidas Concepto Q (l/s) Recarga directa lluvia 15 Bombeos 46 Laterales Subterráneas 133 Subterránea Lonquén Subterránea Itata superior 343 Infiltración Río 111 Afloramientos Total entradas Total salidas Hay un total de entradas en el sistema de l/s, procedentes principalmente de entradas laterales. Asimismo, la principal salida del sistema es el afloramiento en el río. Figura 82. Balance hídrico simulado 169

170 ESCENARIO 2. SITUACIÓN EN REGIMEN NATURAL A los efectos de conocer el funcionamiento del acuífero en régimen natural se ha desarrollado este escenario que permite cuantificar la relación sistema superficial-subterráneo sin la acción antrópica Recarga por precipitación en régimen natural No se ha realizado un cálculo de la recarga para régimen natural en sentido estricto por no ser objeto del estudio. No obstante, se ha realizado una aproximación de dicha recarga aplicando un coeficiente a la precipitación media anual. El coeficiente aplicado se ha obtenido a partir del balance hídrico realizado para el presente estudio (periodo ), calculando la proporción de recarga efectiva en subcuencas y acuífero sobre la precipitación total. Los coeficientes obtenidos, así como la recarga que se produciría suponiendo una precipitación de mm/año (precipitación media anual obtenida del análisis hidrológico), serían los siguientes: Tabla 40. Recarga por precipitación en régimen natural Zona Coeficiente Precip. Bruta / Recarga Recarga (l/s) ESCENARIO 2 Acuífero 0,7% 39,71 Cuenca 1 3,7% 12,04 Cuenca 2 3,1% 20,15 Cuenca 3 2,6% 20,17 Cuenca 4 1,2% 37,29 Cuenca 5 9,2% 10,43 Cuenca 6 1,8% 14,54 Cuenca 7 2,5% 17,57 Cuenca 8 2,9% 32,39 Cuenca 9 1,2% 10,57 Cuenca 10 1,8% 88,53 Cuenca 11 2,5% 19,89 Cuenca 12 3,6% 35,34 Cuenca 13 4,5% 20,81 170

171 Zona Coeficiente Precip. Bruta / Recarga Recarga (l/s) ESCENARIO 2 Cuenca 14 3,3% 9,74 Cuenca 15 3,6% 28,02 Cuenca 16 2,6% 3,37 Cuenca 17 1,5% 7,62 Cuenca 18 0,0% 0,00 Cuenca 19 3,2% 7,66 Cuenca 20 3,4% 13,58 Cuenca 21 2,2% 128,78 Cuenca 22* 7,8% 3.030,49 Cuenca 23 0,6% 14,74 Cuenca 24 2,3% 72,34 2,9% 3.695,79 *La recarga obtenida en la cuenca 22 (cuenca del río Lonquén), no se aplica como entrada en el modelo, ya que como se comentó en apartados anteriores, la condición de borde de la cuenca del río Lonquén se realiza con celda de nivel constante Bombeos Para cumplir con la condición de régimen natural no se consideran extracciones por bombeos Niveles calculados Los niveles calculados se distribuyen en el acuífero de acuerdo a la figura siguiente: 171

172 Figura 83. Niveles calculados en el modelo del acuífero Itata Bajo para la situación de Régimen Natural 172

173 Balance hídrico en régimen natural El balance hídrico para el acuífero obtenido para situación de Régimen Natural es el siguiente: Tabla 41. Balance hídrico en Régimen Natural en el acuífero Entradas Q (l/s) Salidas Q (l/s) Subterráneas 381,33 Subterráneas -128,94 Laterales 588,80 Bombeos 0,00 Infiltración desde río 245,67 Afloramientos ,52 Recarga precipitación 40,77 Total entradas 1.256,57 Total Salidas ,47 Hay un total de entradas en el sistema de l/s, procedentes tanto de recarga lateral como subterránea, así como de infiltración de cauces superficiales en el acuífero. Las salidas son principalmente debidas a afloramientos al sistema superficial. Figura 84. Gráfico de balance hídrico en régimen natural Por otro lado, el balance hídrico en situación de régimen natural para las cuencas aportantes sería el siguiente: 173

174 Tabla 42. Balance hídrico en Régimen Natural en cuencas aportantes Salidas Entradas Balance Subcuenca bombeo (l/s) (l/s) (l/s) 1 0,00 12,04 12,04 2 0,00 20,15 20,15 3 0,00 20,17 20,17 4 0,00 37,29 37,29 5 0,00 10,43 10,43 6 0,00 14,54 14,54 7 0,00 17,57 17,57 8 0,00 32,39 32,39 9 0,00 10,57 10, ,00 88,53 88, ,00 19,89 19, ,00 35,34 35, ,00 20,81 20, ,00 9,74 9, ,00 28,02 28, ,00 3,37 3, ,00 7,62 7, ,00 0,00 0, ,00 7,66 7, ,00 13,58 13, ,00 128,78 128, , , , ,00 14,74 14,74 0, , ,74 Cabe destacar que el excedente del balance hídrico en las subcuencas se transformaría en entrada lateral del acuífero, y debido al carácter de escorrentía subsuperficial de las subcuencas, parte de este volumen podría incorporarse al sistema superficial durante dicho escurrimiento, por lo que no debe considerarse como un volumen almacenado sino como un volumen de rápido tránsito subsuperficial o superficial. 174

175 ESCENARIO 3. SITUACIÓN CRÍTICA SIN PRECIPITACIONES Este escenario se realiza para evaluar la respuesta del acuífero y su relación con el sistema superficial, suponiendo una situación crítica en la cual no se produzcan precipitaciones, y por tanto no haya recarga lateral ni directa en el acuífero, acompañado por una explotación del acuífero atendiendo al caudal de derechos constituidos y derechos en trámite máxima Recarga por precipitación en situación crítica Se considera que no hay recarga por precipitación en este escenario Bombeos Los bombeos considerados en este escenario son los correspondientes al 100% de derechos constituidos y al 100% de derechos en trámite. Según la distribución geográfica de estos, la extracción se realizaría como sigue: Tabla 43. Caudal de derechos aprobados y en trámite en acuífero y cuencas Tipo derecho Q (l/s) Aprobados en acuífero 1287 Pendientes en acuífero 496,5 Aprobados en cuencas 370 Pendientes en cuencas 680,34 Total 2.833,84 Asimismo, la distribución por subcuencas es la siguiente: Tabla 44. Distribución de derechos por subcuencas Subcuenca Aprobados Pendientes (l/s) (l/s)

176 Tabla 44. Distribución de derechos por subcuencas Subcuenca Aprobados Pendientes (l/s) (l/s) , , , , , ,34 176

177 Figura 85. Distribución de pozos en el acuífero Itata Bajo para la situación crítica sin precipitación Niveles calculados Los niveles calculados se distribuyen en el acuífero de acuerdo a la figura siguiente: 177

178 Figura 86. Niveles calculados en el modelo del acuífero Itata Bajo para la situación crítica sin precipitación 178

179 Balance hídrico El balance obtenido para situación crítica sin precipitación en el acuífero es el siguiente: Tabla 45. Balance hídrico en el acuífero para la situación crítica Entradas Q (l/s) Salidas Q (l/s) Subterráneas 417,69 Subterráneas -122,30 Laterales 0,00 Bombeos ,50 Infiltración desde río 1.387,43 Afloramientos -614,28 Recarga precipitación 0 Total entradas 1.805,13 Total Salidas ,07 Hay un total de entradas en el sistema de l/s, procedentes principalmente de la infiltración desde el sistema hidrológico superficial. Las salidas se deben principalmente a bombeos (1.068 l/s), pero cabe destacar que el modelo no ha permitido que se extraiga toda la demanda impuesta en el acuífero (derechos otorgados más derechos en trámite) ya que ésta supone l/s. Esto es debido fundamentalmente a la distribución geográfica de las captaciones, ya que estas se agrupan por zonas y agotan (secado de celdas) los recursos en dichas zonas, o los disminuyen impidiendo que las captaciones extraigan todo el volumen impuesto. En la Figura 86 se observan en color gris las celdas que han quedado secas tras la simulación. 179

180 Figura 87. Gráfico de balance hídrico en situación crítica sin precipitaciones Respecto a las cuencas aportantes, en esta situación, debido a no existir recarga por precipitación, no se podría extraer ningún porcentaje del caudal impuesto, ya que no existe ninguna otra fuente de recarga ni capacidad de almacenamiento que permitiera la extracción en época sin precipitación ESCENARIO 4. SITUACIÓN DE AFECCIÓN AL SISTEMA SUPERFICIAL Este escenario se desarrolla atendiendo al criterio de afección al sistema superficial recogido en el estudio de Evaluación de la Explotación Sustentable de los acuíferos de la VI Región. En este estudio se indica que el grado de interacción (recursos inducidos sobre fuentes superficiales comparados con una situación de régimen natural) debe ser menor al 10% de los flujos superficiales pasantes en cada una de las zonas, evaluado como el caudal promedio anual de 85% de probabilidad de excedencia. ΔQ < 10% QFlujo pasante 85% ΔQ = Caudal que deja de aflorar + Aumento de la infiltración 180

181 En este sentido, se desarrolla este escenario con la finalidad de determinar una extracción máxima en el acuífero y en las cuencas aportantes, hasta el punto en que el grado de interacción mencionado anteriormente sea del 10%. Para ello se parten de los siguientes supuestos: Recarga por precipitación en el acuífero: determinada en el escenario 3. Caudal promedio anual de 85% de probabilidad de excedencia: se toma el caudal medio anual del río Itata obtenido en el análisis hidrológico, correspondiente a 116,70 m 3 /s, por lo que ΔQ debe ser inferior a 11,67 m 3 /s. Explotación: se realiza un tanteo partiendo de los derechos constituidos, en trámite, y captaciones catastradas en el estudio. Se parte de la situación actual (escenario 1) como escenario base para el cálculo de la interacción sistema superficial-subterráneo Recarga por precipitación en situación de afección al sistema superficial Se considera una recarga equivalente a un periodo medio de precipitación. Ver capítulo Recarga por precipitación en régimen natural Bombeos Este componente es el que se desea obtener, motivo por el cual se ha llevado a cabo un tanteo de los bombeos a considerar. En primer lugar se ha partido de un coeficiente de explotación de 5 veces los derechos constituidos, derechos en trámite y volumen de explotación catastrado. Posteriormente el coeficiente se ha incrementado a 25, 50 y 250. Para cada tanteo el volumen de explotación no incrementa proporcionalmente al coeficiente aplicado debido al secado de sectores y a la afección entre unos pozos y otros. 181

182 Los bombeos obtenidos para cada tanteo se incluyen en el apartado de balance hídrico Figura 88. Distribución de los pozos de bombeo para el escenario Niveles calculados y secado de celdas Los niveles calculados y la ubicación de celdas secas obtenido para algunos de los tanteos realizados se incluyen a continuación: 182

183 Coeficiente de explotación de 5 (en gris celdas secas): Figura 89. Niveles calculados en el modelo del acuífero Itata Bajo para el escenario 4 con coeficiente de explotación de 5 183

184 Coeficiente de explotación de 25 (en gris celdas secas): Figura 90. Celdas secas en el escenario 4 con coeficiente de explotación de

185 Coeficiente de explotación de 50 (en gris celdas secas): Figura 91. Celdas secas en el escenario 4 con coeficiente de explotación de

186 Coeficiente de explotación de 250 (en gris celdas secas): Figura 92. Niveles calculados y secado de celdas para el escenario 4 con coeficiente de explotación de

187 Balance hídrico y determinación de la afección al sistema superficial Se incluye a continuación un balance hídrico para cada tanteo realizado, tanto para el acuífero como para las cuencas aportantes, además de hacer un análisis de la afección al sistema superficial según el criterio mencionado en el capítulo Balance según coeficiente de explotación de 5 Se expone a continuación el balance hídrico en subcuencas y en acuífero teniendo en cuenta un coeficiente de explotación de 5. Cabe destacar que la demanda no puede ser satisfecha en todas las subcuencas, ya que ésta viene limitada por la recarga obtenida para cada una de las mismas. Tabla 46. Balance hídrico en subcuencas para Escenario 4 y coeficiente de explotación 5. Subcuenca Explotación (l/s) Entradas (l/s) Balance (l/s). Salida hacia el acuífero 1 5,00 12,04 7, ,00 20,15 0, ,17 20,17 0, ,29 37,29 0,00 5 0,00 10,43 10, ,54 14,54 0, ,57 17,57 0, ,00 32,39 2, ,57 10,57 0, ,53 88,53 0, ,89 19,89 0, ,00 35,34 35, ,00 20,81 20, ,00 9,74 9, ,00 28,02 28, ,00 3,37 3, ,00 7,62 7, ,00 0,00 0,00 187

188 Subcuenca Explotación (l/s) Entradas (l/s) Balance (l/s). Salida hacia el acuífero 19 0,00 7,66 7, ,00 13,58 13, ,00 128,78 95,78 22* 1.307, , , ,74 14,74 0, , , ,64 *Tal y como se menciona en otros apartados, el excedente de la cuenca 22 (cuenca río Lonquén) no se introduce en el modelo como recarga lateral, sino que ha sido simulado como celda de nivel constante. En el acuífero el balance hídrico resulta de la siguiente forma: Tabla 47. Balance hídrico en el acuífero según escenario 4 y coeficiente de explotación 5. Balance en Acuífero según Escenario 4 y coef. Explotación 5 Entradas Q (l/s) Salidas Q (l/s) Subterráneas 456,85 Subterráneas -110,77 Laterales 221,95 Bombeos ,95 Infiltración desde río 2.246,70 Afloramientos -660,43 Recarga precipitación 35,64 Total entradas 2.961,14 Total Salidas ,15 En este caso, para una demanda de 9-146,4 l/s se pueden extraer únicamente 2.189,95 l/s. No obstante, la afección al sistema superficial sería del 3,09% del caudal medio anual del río Itata, no superando el 10% considerado como limitante para calificar como afectado el sistema superficial. ΔQ < 10% Q Flujo pasante 85% ΔQ = Caudal que deja de aflorar + Aumento de la infiltración 188

189 ΔQ (l/s): ΔQ límite (l/s): Diferencia (l/s) % Q Flujo pasante 85% 3.09% Balance según coeficiente de explotación de 25. Se expone a continuación el balance hídrico en subcuencas y en acuífero teniendo en cuenta un coeficiente de explotación de 25. Cabe destacar que la demanda no puede ser satisfecha en todas las subcuencas, ya que ésta viene limitada por la recarga obtenida para cada una de las mismas. Tabla 48. Balance hídrico en subcuencas para Escenario 4 y coeficiente de explotación 25. Subcuenca Explotación (l/s) Entradas (l/s) Balance (l/s). Salida hacia el acuífero 1 12,04 12,04 0, ,15 20,15 0, ,17 20,17 0, ,29 37,29 0,00 5 0,00 10,43 10, ,54 14,54 0, ,57 17,57 0, ,39 32,39 0, ,57 10,57 0, ,53 88,53 0, ,89 19,89 0, ,00 35,34 35, ,00 20,81 20, ,00 9,74 9, ,00 28,02 28, ,00 3,37 3, ,00 7,62 7, ,00 0,00 0, ,00 7,66 7, ,00 13,58 13, ,78 128,78 0, , ,49 0, ,74 14,74 0, , ,74 136,59 189

190 En el acuífero el balance hídrico resulta de la siguiente forma: Tabla 49. Balance hídrico en el acuífero según escenario 4 y coeficiente de explotación 25. Balance en Acuífero según Escenario 4 y coef. Explotación 25 Entradas Q (l/s) Salidas Q (l/s) Subterráneas 678,64 Subterráneas -67,90 Laterales 125,16 Bombeos ,49 Infiltración desde río 3.344,52 Afloramientos -516,46 Recarga precipitación 31,50 Total entradas 4.179,83 Total Salidas ,85 En este caso, para una demanda de ,5 l/s se pueden extraer únicamente 3.595,49 l/s. No obstante, la afección al sistema superficial sería del 4.16% del caudal medio anual del río Itata, no superando el 10% considerado como limitante para calificar como afectado el sistema superficial. ΔQ < 10% Q Flujo pasante 85% ΔQ = Caudal que deja de aflorar + Aumento de la infiltración ΔQ (l/s): ΔQ límite (l/s): Diferencia (l/s) % Q Flujo pasante 85% 4,16% Balance según coeficiente de explotación de 50. Se expone a continuación el balance hídrico en subcuencas y en acuífero teniendo en cuenta un coeficiente de explotación de 50. Cabe destacar que la demanda no puede ser satisfecha en todas las subcuencas, ya que ésta viene limitada por la recarga obtenida para cada una de las mismas. 190

191 Tabla 50. Balance hídrico en subcuencas para Escenario 4 y coeficiente de explotación 50. Subcuenca Explotación Entradas Balance (l/s). Salida (l/s) (l/s) hacia el acuífero 1 12,04 12,04 0, ,15 20,15 0, ,17 20,17 0, ,29 37,29 0,00 5 0,00 10,43 10, ,54 14,54 0, ,57 17,57 0, ,39 32,39 0, ,57 10,57 0, ,53 88,53 0, ,89 19,89 0, ,00 35,34 35, ,00 20,81 20, ,00 9,74 9, ,00 28,02 28, ,00 3,37 3, ,00 7,62 7, ,00 0,00 0, ,00 7,66 7, ,00 13,58 13, ,78 128,78 0, , ,49 0, ,74 14,74 0, , ,74 136,59 En el acuífero el balance hídrico resulta de la siguiente forma: Tabla 51. Balance hídrico en el acuífero según escenario 4 y coeficiente de explotación 50. Balance en Acuífero según Escenario 4 y coef. Explotación 50 Entradas Q (l/s) Salidas Q (l/s) Subterráneas 615,53 Subterráneas Laterales 123,68 Bombeos Infiltración desde río 2.721,37 Afloramientos Recarga precipitación 28,65 Total entradas 3.489,23 Total Salidas

192 En este caso, para una demanda de ,1 l/s se pueden extraer únicamente 2.877,86 l/s, menos incluso que en el anterior tanteo, ya que en este determinados pozos secarán de forma inmediata algunas celdas. Por este motivo, la afección al sistema superficial sería del 3.58 % del caudal medio anual del río Itata, no superando el 10% considerado como limitante para considerar afectado el sistema superficial. ΔQ < 10% Q Flujo pasante 85% ΔQ = Caudal que deja de aflorar + Aumento de la infiltración ΔQ (l/s): ΔQ límite (l/s): Diferencia (l/s) % Q Flujo pasante 85% 3,58% Balance según coeficiente de explotación de 250. Se expone a continuación el balance hídrico en subcuencas y en acuífero teniendo en cuenta un coeficiente de explotación de 250. Cabe destacar que la demanda no puede ser satisfecha en todas las subcuencas, ya que ésta viene limitada por la recarga obtenida para cada una de las mismas. Tabla 52. Balance hídrico en subcuencas para Escenario 4 y coeficiente de explotación 250. Subcuenca Explotación (l/s) Entradas (l/s) Balance (l/s). Salida hacia el acuífero 1 12,04 12,04 0, ,15 20,15 0, ,17 20,17 0, ,29 37,29 0,00 5 0,00 10,43 10, ,54 14,54 0, ,57 17,57 0,00 192

193 Tabla 52. Balance hídrico en subcuencas para Escenario 4 y coeficiente de explotación 250. Subcuenca Explotación (l/s) Entradas (l/s) Balance (l/s). Salida hacia el acuífero 8 32,39 32,39 0, ,57 10,57 0, ,53 88,53 0, ,89 19,89 0, ,00 35,34 35, ,00 20,81 20, ,00 9,74 9, ,00 28,02 28, ,00 3,37 3, ,00 7,62 7, ,00 0,00 0, ,00 7,66 7, ,00 13,58 13, ,78 128,78 0, , ,49 0, ,74 14,74 0, , ,74 136,59 En el acuífero el balance hídrico resulta de la siguiente forma: Tabla 53. Balance hídrico en el acuífero según escenario 4 y coeficiente de explotación 250. Entradas Q (l/s) Salidas Q (l/s) Subterráneas 1.093,62 Subterráneas -15,71 Laterales 119,57 Bombeos ,17 Infiltración desde río 3.208,03 Afloramientos -593,14 Recarga precipitación 22,78 Total entradas 4.444,00 Total Salidas ,02 En este caso, para una demanda de l/s se pueden extraer únicamente l/s, y la afección al sistema superficial sería del 3,58 % del caudal medio anual del río Itata, no superando el 10% considerado como limitante para considerar afectado el sistema superficial. 193

194 ΔQ < 10% Q Flujo pasante 85% ΔQ = Caudal que deja de aflorar + Aumento de la infiltración ΔQ (l/s): ΔQ límite (l/s): Diferencia (l/s) % Q Flujo pasante 85% 3,97% ESCENARIO 5. SITUACIÓN DE AFECCIÓN A MÁS DEL 5% DE LA DEMANDA En este escenario se pretende obtener el límite máximo de explotación que se podría dar en el acuífero para no afectar a más del 5% de la demanda. Para ello se parte de las siguientes hipótesis: Recarga por precipitación en el acuífero: determinada en el escenario 3. Demanda impuesta 100% de derechos constituidos y derechos en trámite, y tanteo de la demanda hasta calcular el límite máximo para no afectar a más del 5% de la demanda Recarga por precipitación en situación de afección al sistema superficial Se considera una recarga equivalente a un periodo medio de precipitación. Ver capítulo Recarga por precipitación en régimen natural Bombeos Este componente es el que se desea obtener, motivo por el cual se ha llevado a cabo un tanteo de los bombeos a considerar. En primer lugar se ha partido del 100 % de derechos constituidos y de derechos en trámite. Posteriormente se ha reducido a únicamente derechos constituidos 194

195 y se ha ido reduciendo progresivamente hasta encontrar el caudal de bombeo que no afecte a más del 5 % de la demanda impuesta Niveles calculados Se incluyen a continuación los niveles calculados para cada tanteo realizado: 195

196 Explotación del 100% de derechos constituidos y en trámite Figura 93. Isopiezas calculadas para escenario 5 suponiendo explotación de derechos constituidos y en trámite al 100%. 196

197 Explotación del 100% de derechos constituidos Figura 94. Isopiezas calculadas para escenario 5 suponiendo explotación de derechos constituidos al 100%. 197

198 Explotación del 50% de derechos constituidos Figura 95. Isopiezas calculadas para escenario 5 suponiendo explotación de derechos constituidos al 50%. 198

199 Explotación del 25% de derechos constituidos Figura 96. Isopiezas calculadas para escenario 5 suponiendo explotación de derechos constituidos al 25%. 199

200 Explotación del 18.5% de derechos constituidos Figura 97. Isopiezas calculadas para escenario 5 suponiendo explotación de derechos constituidos al 18.5%. 200

201 Explotación del 17% de derechos constituidos Figura 98. Isopiezas calculadas para escenario 5 suponiendo explotación de derechos constituidos al 17%. 201

202 Balance hídrico y determinación de la afección a la demanda impuesta Se incluye a continuación un balance hídrico para cada tanteo realizado, tanto para el acuífero como para las cuencas aportantes, además de hacer un análisis de la afección a la demanda impuesta según el criterio mencionado en el capítulo Balance según explotación de derechos constituidos y en trámite al 100%. Se expone a continuación el balance hídrico en subcuencas y en acuífero teniendo en cuenta una explotación según derechos constituidos y en trámite al 100%. Tabla 54. Balance hídrico en subcuencas para Escenario 5 y explotación al 100% en derechos constituidos y en trámite. Demanda Entradas Bombeos % Demanda Subcuenca Balance (l/s) (l/s) (l/s) efectivos (l/s) satisfecha 1 1,00 12,04 1,00 11,04 100% 2 4,00 20,15 4,00 16,15 100% 3 20,00 20,17 20,00 0,17 100% 4 14,00 37,29 14,00 23,29 100% 5 0,00 10,43 0,00 10, ,00 14,54 14,00 0,54 100% 7 6,00 17,57 6,00 11,57 100% 8 6,00 32,39 6,00 26,39 100% 9 12,00 10,57 10,57 0,00 88% 10 81,28 88,53 81,28 7,25 100% 11 4,50 19,89 4,50 15,39 100% 12 0,00 35,34 0,00 35, ,00 20,81 0,00 20, ,00 9,74 0,00 9, ,00 28,02 0,00 28, ,00 3,37 0,00 3, ,00 7,62 0,00 7, ,00 0,00 0,00 0, ,00 7,66 0,00 7, ,00 13,58 0,00 13, ,60 128,78 6,60 122,18 100% 202

203 Tabla 54. Balance hídrico en subcuencas para Escenario 5 y explotación al 100% en derechos constituidos y en trámite. Demanda Entradas Bombeos % Demanda Subcuenca Balance (l/s) (l/s) (l/s) efectivos (l/s) satisfecha , ,49 261, ,93 100% ,40 14,74 14,74 0,00 2% 1.050, ,74 444, ,50 42% En este escenario se satisface el 100% de la demanda en todas las cuencas excepto en la cuenca 23. En el acuífero el balance hídrico resulta de la siguiente forma: Tabla 55. Balance hídrico en el acuífero según escenario 5 y explotación al 100% de derechos constituidos y en trámite Entradas Q (l/s) Salidas Q (l/s) Subterráneas 396,61 Subterráneas -125,80 Laterales 341,29 Bombeos ,50 Infiltración desde río 1.210,18 Afloramientos -788,33 Recarga precipitación 38,46 Total entradas 1.986,53 Total Salidas ,63 Para este caso, con una demanda impuesta de 1.783,5 l/s, tan solo se puede satisfacer el 60%. En conjunto, es decir, todas las cuencas y el acuífero, la demanda total abastecida sería del 53% sobre la impuesta, por lo que esta situación no cumpliría con el criterio establecido de no afección a la demanda. Balance según explotación de derechos constituidos al 100%. Se expone a continuación el balance hídrico en subcuencas y en acuífero teniendo en cuenta una explotación según derechos constituidos al 100%, eliminando los derechos en trámite para comprobar la afección a la demanda en esta situación. 203

204 Tabla 56. Balance hídrico en subcuencas para Escenario 5 y explotación al 100% en derechos constituidos. Subcuenca Demanda (l/s) Entradas (l/s) Bombeos efectivos (l/s) Balance (l/s) % Demanda satisfecha 1 1,00 12,04 1,00 11,04 100% 2 4,00 20,15 4,00 16,15 100% 3 20,00 20,17 20,00 0,17 100% 4 14,00 37,29 14,00 23,29 100% 5 0,00 10,43 0,00 10, ,00 14,54 14,00 0,54 100% 7 5,00 17,57 5,00 12,57 100% 8 4,00 32,39 4,00 28,39 100% 9 3,00 10,57 3,00 7,57 100% 10 39,00 88,53 39,00 49,53 100% 11 0,00 19,89 0,00 19, ,00 35,34 0,00 35, ,00 20,81 0,00 20, ,00 9,74 0,00 9, ,00 28,02 0,00 28, ,00 3,37 0,00 3, ,00 7,62 0,00 7, ,00 0,00 0,00 0, ,00 7,66 0,00 7, ,00 13,58 0,00 13, ,00 128,78 5,00 123,78 100% , ,49 213, ,49 100% 23 48,00 14,74 14,74 0,00 31% 370, ,74 336, ,01 91% En este escenario se satisface el 100% de la demanda en todas las cuencas excepto en la 23, en la cual se satisface el 31%. En el acuífero el balance hídrico resulta de la siguiente forma: Tabla 57. Balance hídrico en el acuífero según escenario 5 y explotación al 100% de derechos constituidos Entradas Q (l/s) Salidas Q (l/s) Subterráneas 395,04 Subterráneas -126,81 Laterales 413,14 Bombeos -730,00 Infiltración desde río 817,72 Afloramientos -808,05 Recarga precipitación 39,03 204

205 Tabla 57. Balance hídrico en el acuífero según escenario 5 y explotación al 100% de derechos constituidos Entradas Q (l/s) Salidas Q (l/s) Total entradas 1.664,92 Total Salidas ,86 Para este caso, con una demanda impuesta de l/s, tan solo se puede satisfacer el 56,6%. En conjunto, es decir, todas las cuencas y el acuífero, la demanda total abastecida sería del 64,3% sobre la impuesta, por lo que esta situación no cumpliría con el criterio establecido de no afección a la demanda. Balance según explotación de derechos constituidos al 50%. Se expone a continuación el balance hídrico en subcuencas y en acuífero teniendo en cuenta una explotación según derechos constituidos al 50%, eliminando los derechos en trámite para comprobar la afección a la demanda en esta situación. Tabla 58. Balance hídrico en subcuencas para Escenario 5 y explotación al 50% en derechos constituidos. Subcuenca Bombeos % Demanda Entradas Balance efectivos Demanda (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) satisfecha 1 0,50 12,04 0,50 11,54 100% 2 2,00 20,15 2,00 18,15 100% 3 10,00 20,17 10,00 10,17 100% 4 7,00 37,29 7,00 30,29 100% 5 0,00 10,43 0,00 10,43-6 7,00 14,54 7,00 7,54 100% 7 2,50 17,57 2,50 15,07 100% 8 2,00 32,39 2,00 30,39 100% 9 1,50 10,57 1,50 9,07 100% 10 19,50 88,53 19,50 69,03 100% 11 0,00 19,89 0,00 19, ,00 35,34 0,00 35, ,00 20,81 0,00 20, ,00 9,74 0,00 9, ,00 28,02 0,00 28, ,00 3,37 0,00 3,37-205

206 Tabla 58. Balance hídrico en subcuencas para Escenario 5 y explotación al 50% en derechos constituidos. Subcuenca Bombeos % Demanda Entradas Balance efectivos Demanda (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) satisfecha 17 0,00 7,62 0,00 7, ,00 0,00 0,00 0, ,00 7,66 0,00 7, ,00 13,58 0,00 13, ,50 128,78 2,50 126,28 100% , ,49 106, ,99 100% 23 24,00 14,74 14,74 0,00 61% 185, ,74 175, ,01 95% En este escenario se sigue satisfaciendo el 100% de la demanda en todas las cuencas excepto en la 23, en la cual se satisface el 61%. En el acuífero se satisface un 87,7 % de la demanda impuesta (553 l/s frente a 630 l/s de demanda), y resulta un global de 89,4 % demanda satisfecha frente a impuesta. Tabla 59. Balance hídrico en el acuífero según escenario 5 y explotación al 50% de derechos constituidos Entradas Q (l/s) Salidas Q (l/s) Subterráneas Subterráneas Laterales Bombeos Infiltración desde río Afloramientos Recarga precipitación Total entradas Total Salidas Balance según explotación de derechos constituidos al 25%. Se expone a continuación el balance hídrico en subcuencas y en acuífero teniendo en cuenta una explotación según derechos constituidos al 25%, eliminando los derechos en trámite para comprobar la afección a la demanda en esta situación. 206

207 Tabla 60. Balance hídrico en subcuencas para Escenario 5 y explotación al 25% en derechos constituidos. Subcuenca Demanda (l/s) Entradas (l/s) Bombeos efectivos (l/s) Balance (l/s) % Demanda satisfecha 1 0,25 12,04 0,25 11,79 100% 2 1,00 20,15 1,00 19,15 100% 3 5,00 20,17 5,00 15,17 100% 4 3,50 37,29 3,50 33,79 100% 5 0,00 10,43 0,00 10,43-6 3,50 14,54 3,50 11,04 100% 7 1,25 17,57 1,25 16,32 100% 8 1,00 32,39 1,00 31,39 100% 9 0,75 10,57 0,75 9,82 100% 10 9,75 88,53 9,75 78,78 100% 11 0,00 19,89 0,00 19, ,00 35,34 0,00 35, ,00 20,81 0,00 20, ,00 9,74 0,00 9, ,00 28,02 0,00 28, ,00 3,37 0,00 3, ,00 7,62 0,00 7, ,00 0,00 0,00 0, ,00 7,66 0,00 7, ,00 13,58 0,00 13, ,25 128,78 1,25 127,53 100% 22 53, ,49 53, ,24 100% 23 12,00 14,74 12,00 2,74 100% 92, ,74 92, ,24 100% Para esta situación se satisface el 100% de la demanda en cuencas aportantes. En el acuífero el balance quedaría de la siguiente forma: Tabla 61. Balance hídrico en el acuífero según escenario 5 y explotación al 25% de derechos constituidos Entradas Q (l/s) Salidas Q (l/s) Subterráneas 386,88 Subterráneas -128,17 Laterales 485,45 Bombeos -292,21 Infiltración desde río 438,53 Afloramientos -930,51 Recarga precipitación 40,15 Total entradas 1.351,00 Total Salidas ,89 207

208 En esta situación, la demanda satisfecha frente a la impuesta alcanza el 91.2%, y la global asciende a 93.1 %. Balance según explotación de derechos constituidos al 17 %. Se expone a continuación el balance hídrico en subcuencas y en acuífero teniendo en cuenta una explotación según derechos constituidos al 17%, eliminando los derechos en trámite para comprobar la afección a la demanda en esta situación. Tabla 62. Balance hídrico en subcuencas para Escenario 5 y explotación al 17% en derechos constituidos. Subcuenca Demanda (l/s) Entradas (l/s) Bombeos efectivos (l/s) Balance (l/s) % Demanda satisfecha % % % % % % % % % % % % % 208

209 l/s MODELACIÓN HIDROGEOLÓGICA CUENCA ITATA-BAJO, REGIÓN DEL BIOBÍO Al igual que para la situación anterior, en esta se satisface el 100% de la demanda en cuencas aportantes. En el acuífero el balance quedaría de la siguiente forma: Tabla 63. Balance hídrico en el acuífero según escenario 5 y explotación al 17% de derechos constituidos Entradas Q (l/s) Salidas Q (l/s) Subterráneas 385,37 Subterráneas -128,32 Laterales 496,06 Bombeos -215,62 Infiltración desde río 384,49 Afloramientos -962,21 Recarga precipitación 40,22 Total entradas 1.306,15 Total Salidas ,16 En esta situación se abastece un 99% de la demanda impuesta, tanto para el acuífero como en global. Asimismo se han realizado tanteos intermedios entre el 17% de explotación y el 25%, y la cifra que puede darse para no afectar a más de un 5% de la demanda es de entre el 17,5 y el 18% lo que supone una demanda global (acuífero y cuencas) de unos 284 l/s según la disposición actual de las captaciones con derechos constituidos, ya que ésta es determinante en cuanto a la afección entre unas captaciones y otras. demanda imp acuif demanda abastecida % demanda abastecida acuif % const. y trámite 100 % const. 50 % const. 30 % const. 25 % const. 20 % const % const. 17 % const. 15 % const Figura 99. Demanda impuesta frente a abastecida en el acuífero según escenario

210 l/s MODELACIÓN HIDROGEOLÓGICA CUENCA ITATA-BAJO, REGIÓN DEL BIOBÍO demanda cuencas demanda abastecida % demanda abastecida cuencas % const. y trámite 100 % const. 50 % const. 30 % const. 25 % const. 20 % const % const. 17 % const. 15 % const. 0 Figura 100. Demanda impuesta frente a abastecida en cuencas según escenario ESCENARIO 6. SITUACIÓN DE AFECCIÓN A MÁS DEL 5% DE LAS CAPTACIONES DEL ACUÍFERO En este escenario se pretende obtener el límite máximo de explotación que se podría dar en el acuífero para no afectar a más del 5% de las captaciones, entendiendo como afección el dejar colgadas o secas (secado de celdas). Para ello se parte de las siguientes hipótesis: Recarga por precipitación en el acuífero: determinada en el escenario 3. Demanda impuesta 100% de derechos constituidos y derechos en trámite, y tanteo de la demanda hasta calcular el límite máximo para no afectar a más del 5% de las captaciones, entendiendo como afección el que queden secas y/o colgadas Recarga por precipitación en situación de afección al sistema superficial Se considera una recarga equivalente a un periodo medio de precipitación (Ver capítulo Recarga por precipitación en régimen natural). 210

211 Bombeos Este componente es el que se desea obtener, motivo por el cual se ha llevado a cabo un tanteo de los bombeos a considerar. En primer lugar se ha partido del 100 % de derechos constituidos y de derechos en trámite, posteriormente se ha reducido a únicamente derechos constituidos y se ha ido reduciendo progresivamente hasta encontrar el caudal de bombeo que no afecte a más del 5 % de las captaciones. Los bombeos máximos considerados para cumplir con la condición de no afección del 5% han sido del 15% del caudal de derechos constituidos Niveles calculados Los niveles calculados son los mismos que los obtenidos para el escenario n 5, motivo por el cual se incluyen aquí únicamente el obtenido para una afección del 5% de las captaciones (ver Figura 101). 211

212 Figura 101. Isopiezas obtenidas para una explotación del 15% de los derechos constituidos. 212

213 Balance hídrico y determinación de la afección al 5% de las captaciones Se incluye a continuación el balance hídrico obtenido, considerado con explotación máxima para no afectar a más de un 5% de las captaciones. Tabla 64. Balance hídrico en subcuencas para Escenario 6 y coeficiente de explotación 0,15 de derechos constituidos. Subcuenca Demanda (l/s) Entradas (l/s) Bombeos efectivos (l/s) Balance (l/s) 1 0,15 12,04 0,15 11,89 2 0,60 20,15 0,60 19,55 3 3,00 20,17 3,00 17,17 4 2,10 37,29 2,10 35,19 5 0,00 10,43 0,00 10,43 6 2,10 14,54 2,10 12,44 7 0,75 17,57 0,75 16,82 8 0,60 32,39 0,60 31,79 9 0,45 10,57 0,45 10, ,85 88,53 5,85 82, ,00 19,89 0,00 19, ,00 35,34 0,00 35, ,00 20,81 0,00 20, ,00 9,74 0,00 9, ,00 28,02 0,00 28, ,00 3,37 0,00 3, ,00 7,62 0,00 7, ,00 0,00 0,00 0, ,00 7,66 0,00 7, ,00 13,58 0,00 13, ,75 128,78 0,75 128, , ,49 31, , ,20 14,74 7,20 7,54 55, ,74 55, ,24 En el acuífero el balance hídrico resulta de la siguiente forma: 213

214 Tabla 65. Balance hídrico en el acuífero según escenario 6 y coeficiente de explotación 0,15. Entradas Q (l/s) Salidas Q (l/s) Subterráneas 384,99 Subterráneas -128,36 Laterales 498,72 Bombeos -190,23 Infiltración desde río 366,86 Afloramientos -972,12 Recarga precipitación 40,23 Total entradas 1290,79 Total Salidas -1290,71 % Captaciones colgadas 20% 18% 16% 14% 12% 10% 8% 6% 4% 2% 0% 100 % const. y trámite 100 % const. 50 % const. 30 % const. 25 % const. 20 % const. 15 % const. Figura 102. Afección de las captaciones en función del coeficiente de explotación de las captaciones con derechos en el acuífero ESCENARIO 7. SUSTENTABILIDAD FUTURA CON INCREMENTO DE LA DEMANDA Descripción y supuestos Este escenario corresponde a una simulación en régimen transiente, para un periodo de 50 años, durante el cual se ha variado la recarga por precipitación directa en el acuífero, suponiendo una serie de precipitación futura idéntica a la de registros históricos, y teniendo en cuenta el coeficiente de infiltración obtenido en el capítulo de balance hídrico. 214

215 Asimismo, las condiciones de explotación introducidas corresponden a los derechos otorgados en el acuífero, y se ha ido incrementando el volumen de explotación hasta que se incumpliera alguno de estos criterios (DAHR): - Afección al sistema superficial - Afección al 5% de la demanda - Afección al 5% de las captaciones Estos criterios atienden al estudio Evaluación de la Explotación Sustentable de los acuíferos de la VI Región. Para el caso de afección al sistema superficial se ha calculado el grado de interacción (recursos inducidos sobre fuentes superficiales comparados con una situación de régimen natural) y se considera que incumple el criterio, es decir, el sistema superficial se considera afectado, cuando este grado de interacción sea mayor al 10% de los flujos superficiales pasantes en cada una de las zonas, evaluado como el caudal promedio anual de 85% de probabilidad de excedencia. ΔQ < 10% Q Flujo pasante 85% ΔQ = Caudal que deja de aflorar + Aumento de la infiltración En este sentido, se desarrolla este escenario con la finalidad de determinar una extracción máxima en el acuífero, hasta el punto en que el grado de interacción mencionado anteriormente sea del 10%, o que no se afecte a más del 5% de la demanda impuesta, o que no se afecte a más del 5% de las captaciones. Para ello se parten de los siguientes supuestos: - Recarga por precipitación en el acuífero y laterales: Teniendo en cuenta el balance realizado en el apartado 9.5 se obtiene un coeficiente de infiltración (infiltración/precipitación bruta) para el acuífero y para las subcuencas aportantes tal y como se muestra a continuación: 215

216 Tabla 66. % de recarga sobre precipitación bruta % Recarga Zona según pp bruta Acuífero 0,65% Cuenca 1 5,36% Cuenca 2 4,41% Cuenca 3 3,68% Cuenca 4 1,68% Cuenca 5 13,16% Cuenca 6 2,58% Cuenca 7 3,59% Cuenca 8 4,09% Cuenca 9 1,66% Cuenca 10 2,55% Cuenca 11 3,57% Cuenca 12 5,17% Cuenca 13 6,44% Cuenca 14 4,74% Cuenca 15 5,07% Cuenca 16 3,73% Cuenca 17 2,11% Cuenca 18 0,00% Cuenca 19 4,53% Cuenca 20 4,87% Cuenca 21 3,15% Cuenca 22 11,14% Cuenca 23 0,81% Cuenca 24 3,24% Total 7,59% Aplicando estos porcentajes de infiltración a una supuesta serie de precipitación (serie histórica de la estación Coelemu, repetida hacia futuro). - Coeficiente de almacenamiento: Se ha introducido el valor de 0.1 de forma homogénea en todo el ámbito del modelo, atendiendo a que es un valor característico de los acuíferos libres detríticos (grano fino-medio). El motivo de no haber introducido un valor zonificado y calibrado, al igual que se ha realizado con la permeabilidad, es debido a que el modelo ha sido calibrado en régimen estacionario y no 216

217 transiente, necesario este último para obtener una zonificación y valores de coeficiente de almacenamiento acordes a la realidad. - Caudal promedio anual de 85% de probabilidad de excedencia: Se toma el caudal medio anual del río Itata obtenido en el análisis hidrológico, correspondiente a 116,70 m 3 /s, por lo que ΔQ debe ser inferior a 11,67 m 3 /s. - Explotación: Se realiza un tanteo partiendo de los derechos constituidos y en trámite. - Situación inicial: Se parte de la situación actual (escenario 1) como escenario base para el cálculo de la interacción sistema superficial-subterráneo Resultados obtenidos Como resultado de la simulación de este escenario, y teniendo en cuenta los supuestos mencionados en el apartado anterior, se ha determinado que, según la distribución de las captaciones con derechos otorgados existentes y los caudales de bombeo asignados, no se podría explotar el acuífero de forma sostenible, ya que en dicha situación solo se podría satisfacer un 66% de la demanda impuesta (861,76 l/s frente a los l/s demandados), además de que 21 de 159 captaciones (13,2 %) se quedarían secas. Manteniendo la distribución de las captaciones otorgadas y disminuyendo los caudales asignados al 17,7% si se daría una situación sostenible en el acuífero, ya que no se producirían descensos generalizados en el acuífero, se podría satisfacer un 99% de la demanda impuesta (226,55 l/s frente a 227,80 l/s demandados), y tan solo se afectarían a 2 captaciones sobre 159 existentes (1,26%). 217

218 En el caso de que la explotación fuese del 18% del caudal otorgado si habría una afección del 8% a la demanda impuesta, por lo que no se cumplirían los criterios definidos. En ningún caso se vería afectado el sistema superficial, ya que la máxima afección es de 1,8% teniendo en cuenta el 100% de derechos otorgados. Cabe destacar que se podría incrementar la explotación del acuífero con una redistribución de las captaciones, ya que el factor limitante es la afección entre captaciones cercanas. Se muestran a continuación los gráficos de evolución de los niveles en el acuífero teniendo en cuenta una explotación del 100% (Figura 103) y del 17,7 % (Figura 104) de los derechos constituidos. Figura 103. Evolución del nivel en las captaciones con derechos otorgados, suponiendo una extracción de los caudales otorgados. 218

219 Figura 104. Evolución del nivel en las captaciones con derechos otorgados, suponiendo una extracción del 17,7% de los caudales otorgados. 219

220 Figura 105. Niveles simulados al final del periodo (50 años), suponiendo una extracción del 17,7% de los caudales otorgados. 220